Hier zijn wat beelden
van clusters van melkwegstelsels.
Ze zijn precies wat je hoort.
Het zijn enorme verzamelingen melkwegstelsels,
samengehouden door hun wederzijdse zwaartekracht.
De meeste punten die je op het scherm ziet,
zijn geen individuele sterren,
maar verzamelingen van sterren of melkwegstelsels.
Door deze beelden te tonen,
hoop ik dat je snel zult zien
dat melkwegstelselclusters
prachtige dingen zijn,
maar daarbij
denk ik dat ze ook mysterieus,
verrassend en nuttig zijn.
Nuttig als de grootste laboratoria
in het universum.
Dat betekent dat je melkwegstelselclusters
kan beschouwen als laboratoria
waarin je kan experimenteren.
Er zijn vier belangrijke types experimenten.
Het eerste is het onderzoek
van het enorm grote.
Hoe groot dan wel?
Hier is een beeld
van een melkwegstelselcluster.
Hij is zo enorm
dat het licht dat erdoor gaat
wordt afgebogen, vervormd
door de extreme zwaartekracht
van deze cluster.
Als je goed kijkt,
kan je ringen zien rond deze cluster.
Om je een idee te geven:
deze melkwegstelselcluster
heeft een massa van meer
dan een miljoen miljard (10^15) zonnen.
Het is gewoon verbijsterend
hoe massaal deze systemen kunnen zijn.
Maar behalve hun massa
hebben ze nog een andere eigenschap.
Het zijn in wezen geïsoleerde systemen.
We kunnen ze zien als
miniatuurversies
van het gehele universum.
Veel van de vragen die we kunnen hebben
over het heelal op grote schaal,
zoals hoe de zwaartekracht werkt,
zouden kunnen worden beantwoord
door het bestuderen van deze systemen.
Ze zijn dus zeer groot.
Ten tweede zijn ze superheet.
Als ik uit een beeld
van een melkwegstelselcluster
al het sterrenlicht wegfilter,
dan hou ik deze grote, blauwe vlek over.
Dit is in valse kleuren.
Het is eigenlijk X-straling die we nu zien.
De vraag is: als het niet komt
van melkwegstelsels,
vanwaar komt dan dit licht?
Het antwoord is heet gas,
gas van miljoenen graden --
plasma, in feite.
De reden waarom het zo heet is,
zie je op de vorige dia.
De extreme zwaartekracht van deze systemen
versnelt de gasdeeltjes tot grote snelheden,
en ‘grote snelheden’
betekent ‘hoge temperaturen’.
Dit is het belangrijkste idee,
maar de wetenschap ervan
zit nog in een vroeg stadium.
Veel basiseigenschappen van dit plasma
verwarren ons,
begrijpen we nog niet
en dagen ons begrip
van de fysica van het superhete uit.
Derde punt:
onderzoek van het erg kleine.
Om dit uit te leggen,
moet ik een zeer verontrustend feit vertellen.
De meeste materie van het universum
is niet opgebouwd uit atomen.
Ze hebben je wat voorgelogen.
Het grootste deel bestaat
uit iets zeer, zeer mysterieus,
wat wij de donkere materie noemen.
Donkere materie
vertoont praktisch geen interactie
behalve dan door zwaartekracht.
Natuurlijk willen we
daar meer over weten.
Als deeltjesnatuurkundige
wil je weten wat er gebeurt
wanneer we dingen tegen elkaar laten botsen.
Ook met donkere materie.
Hoe doen we dit?
Om die vraag te beantwoorden,
stel ik een andere:
wat gebeurt er wanneer
melkwegstelselclusters botsen?
Hier is een beeld.
Melkwegstelselclusters zijn
representatieve segmenten
van het heelal,
verkleinde versies.
Ze bestaan voornamelijk
uit donkere materie,
en dat is wat je ziet
in dit blauwachtig paars.
Het rode vertegenwoordigt het hete gas,
en je kunt vele melkwegstelsels zien.
Dit is een deeltjesversneller
op een enorme, enorme schaal.
En dit is zeer belangrijk,
omdat het betekent dat zeer,
zeer kleine effecten, die wellicht moeilijk
zijn waar te nemen in het lab,
meer en meer versterkt kunnen worden
tot iets dat wij misschien
in de natuur kunnen waarnemen.
Dat is heel grappig.
De reden waarom melkwegstelselclusters
ons iets kunnen leren over donkere materie,
de reden waarom melkwegstelselclusters
ons iets kunnen leren
over de fysica van het zeer kleine,
is juist omdat ze zo groot zijn.
Vierde ding: de fysica
van het zeer vreemde.
Wat ik tot nu toe gezegd heb,
is zeker ook al gek.
Als er iets nog vreemder is,
moet het wel donkere energie zijn.
Als ik een bal in de lucht gooi,
verwacht ik dat hij omhoog gaat.
Wat ik niet verwacht,
is dat hij steeds sneller omhoog gaat.
Kosmologen begrijpen
waarom het universum uitdijt.
Wat ze niet begrijpen,
is waarom het steeds sneller uitdijt.
Ze geven de oorzaak van deze
versnelde uitdijing een naam,
en noemen ze donkere energie.
Ook daarover willen we meer weten.
Vooral dan hoe donkere energie
het universum op de grootste schaal beïnvloedt.
Afhankelijk van hoe sterk ze is,
zullen structuren
zich sneller of langzamer vormen.
Het probleem met de grootschalige structuur
van het universum is
dat hij vreselijk ingewikkeld is.
Hier is een computersimulatie.
We moeten het zien te vereenvoudigen.
Ik probeer een analogie.
Als ik het zinken
van de Titanic wil begrijpen,
dan komt het er niet op aan
om na te gaan
wat er met elk klein stukje
van het schip gebeurt.
Het belangrijkste is nagaan
wat er met de twee grootste delen gebeurt.
Op dezelfde manier
kan ik veel leren over het heelal
op de grootste schaal
door het volgen
van de grootste stukken
en de grootste stukken
zijn clusters van melkwegstelsels.
Misschien voel je je nu
een beetje bedrogen.
Ik bedoel, ik begon te praten over
hoe melkwegstelselclusters nuttig zijn,
en ik gaf een aantal redenen,
maar wat is er nu echt het nut van?
Om dit te beantwoorden,
geef ik je een citaat van Henry Ford
toen ze hem iets vroegen over auto's.
Hij zei dit:
"Als ik de mensen had gevraagd
wat ze wilden,
dan zouden ze hebben gevraagd
naar snellere paarden."
Vandaag worden wij als samenleving
geconfronteerd met vele,
vele moeilijke problemen.
De oplossingen voor deze problemen
zijn niet duidelijk.
Het zijn geen ‘snellere paarden’.
Die oplossingen vereisen
een enorme hoeveelheid
wetenschappelijke vindingrijkheid.
Dus ja, we moeten ons toespitsen,
ons concentreren,
maar we moeten ook niet vergeten dat
innovatie, vindingrijkheid
en inspiratie komen
wanneer we ons gezichtsveld verbreden,
even een stap terugzetten,
wat uitzoomen.
Ik ken geen betere manier
om dit te doen
dan door het bestuderen
van het universum om ons heen. Bedankt.
(Applaus)