Вот несколько фотографий скоплений галактик.
Они именно такие, какими кажутся.
Это огромные скопления галактик,
связанные друг с другом благодаря их притяжению.
Большинство точек, которые вы видите на экране,
не отдельно взятые звёзды,
а скопление звёзд и галактик.
Демонстрируя вам данные изображения,
я надеюсь, что вы быстро поймёте,
что скопления галактик — это красивые объекты.
Более того,
я думаю, что скопления галактик загадочны,
удивительны
и полезны.
Полезны как самые большие лаборатории Вселенной.
Поэтому описание скопления галактик —
это описание экспериментов,
которые можно с ними проводить.
Думаю, что существует четыре основных типа.
Первый тип, который я хочу описать, —
это исследование очень большого скопления.
Насколько большого?
Bот изображение конкретного скопления галактик.
Оно настолько огромно, что свет, проходящий через него,
искривляется и искажается
благодаря огромному притяжению этого скопления.
В самом деле, если присмотреться,
то можно увидеть кольца вокруг этого скопления.
Теперь объясню в числах.
Данное скопление галактик
состоит из более миллиона миллиардов солнц.
Просто ошеломляюще, насколько громадными могут быть эти системы.
Но кроме массы
у них есть ещё одна дополнительная особенность.
Они, по сути, изолированные системы,
так что мы можем представлять их
в качестве уменьшенных вариантов целой Вселенной.
На большинство наших вопросов
о Вселенной в больших масштабах,
например, как действует притяжение,
могут быть даны ответы при изучении данных систем.
Это был тип больших скоплений.
Второй тип — очень горячие скопления.
Если я возьму изображение скопления галактики
и полностью уберу свет звёзд,
то останется вот этот большой голубой сгусток.
Это не настоящий цвет.
На самом деле это рентгеновское излучение, которое мы видим.
И вопрос в том, если не галактики,
то какой объект его излучает?
Это горячий газ.
Его температура — миллион градусов.
По сути, это плазма.
Причина такой высокой температуры
находится в предыдущем слайде.
Чрезмерное притяжение данных систем
очень сильно ускоряет частицы газа,
а высокие скорости означают высокие температуры.
Вот основная идея,
но наука представляет собой черновик.
У этой плазмы много основных свойств,
которые всё ещё сбивают нас с толку,
озадачивают нас
и до сих пор оказывают давление на наше понимание
физического процесса жары.
Третий тип — исследование маленьких явлений.
Чтобы объяснить это, я должен сообщить вам
об одном очень тревожном обстоятельстве.
Бóльшая часть материи Вселенной
не состоит из атомов.
Вам лгали.
Она в основном состоит из какого-то очень загадочного вещества,
которое мы называем тёмной материей.
Тёмная материя не любит взаимодействовать,
кроме как через притяжение,
и, конечно, мы хотели бы узнать больше об этом.
Если вы физик в области элементарных частиц,
вы хотите знать, что происходит, когда мы сталкиваем объекты друг с другом.
Тёмная материя не является исключением.
Как же мы это делаем?
Чтобы ответить на этот вопрос,
я должен задать другой:
что происходит, когда скопления галактик сталкиваются?
Вот изображение.
Поскольку скопления галактик представляют собой
кусочки Вселенной, её уменьшенные версии,
они в основном состоят из тёмной материи.
Вы видите это в голубовато-фиолетовом цвете.
Красный представляет собой горячий газ,
и, конечно же, вы можете видеть много галактик.
Произошло ускорение частиц
в огромном масштабе.
И это очень важно,
потому что это означает, что очень маленькие эффекты,
которые трудно обнаружить в лаборатории,
могут быть смешаны в нечто,
что мы могли бы наблюдать в природе.
Это очень забавно.
Причина, по которой скопления галактик
могут дать нам знания о тёмной материи,
причина, по которой скопления галактик
могут научить нас физическим процессам малых объектов,
кроется в том, что они необычайно велики.
Четвертый тип — физические процессы странных явлений.
Конечно, то, что я говорил до сих пор, безумно.
Но ещё более удивительной
является тёмная энергия.
Если я подбрасываю мяч в воздух,
то ожидаю, что он направится вверх.
Но я не рассчитываю на то, что он будет подыматься вверх
с постоянно возрастающей скоростью.
Точно так же космологи постигают
процесс расширения Вселенной.
Они не понимают, почему она расширяется
с постоянно возрастающей скоростью.
Они назвали эту причину
ускоренного расширения
тёмной энергией.
Мы хотим больше узнать о ней.
Вот один из наших вопросов:
как тёмная энергия влияет на Вселенную
в больших масштабах?
В зависимости от того, насколько она сильна,
структуры могут формироваться быстрее или медленнее.
Проблема крупномасштабной структуры Вселенной
заключается в её чрезвычайной сложности.
Вот компьютерная модель.
Нам необходим какой-то способ для её упрощения.
Мне нравится размышлять по этому поводу с помощью аналогии.
Если я хочу понять крушение «Титаника»,
то очень важно
не моделировать положения
каждой малой части, отколовшейся от корабля.
Важно проследить
за двумя самыми большими частями.
Точно так же я могу многое узнать о Вселенной
в больших масштабах,
отслеживая большие части,
а именно, скопления галактик.
По мере того, как я заканчиваю своё выступление,
вы, возможно, ощущаете себя немного обманутыми.
Я имею в виду, что я начал разговор
о пользе скопления галактик
и обосновал это.
Но в чём же их настоящая польза?
Чтобы ответить на этот вопрос,
хочу процитировать Генри Форда,
которого спросили об автомобилях.
Он сказал:
«Если бы я спросил людей, чего они хотят,
то они бы сказали: „Более быстрых лошадей“».
Сегодня мы, как общество, сталкиваемся
со многими сложными проблемами,
решения которых не ясны.
Это не более быстрые лошади.
Они требуют огромной
научной изобретательности.
Да, мы должны сосредоточиться,
да, мы должны сконцентрироваться,
но мы также должны помнить о том,
что новаторство, изобретательность и вдохновение
приходят в то время,
когда мы расширяем поле зрения,
делаем шаг назад
и уменьшаем масштаб.
И я не могу придумать лучшего способа решения данного вопроса,
чем изучение Вселенной вокруг нас. Спасибо.
(Аплодисменты)