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)