Какво можем да научим от отдалечените галактики

В забавен и вълнуващ разговор, тийнейджърът Хенри Лин поглежда към нещо невероятно в небето: далечни групи от галактики. Изучавайки свойствата на най-големите части на Вселената, казва победителя на Intel Science Fair, можем да научим доста за научните мистерии в нашия свят и галактика.

Ето няколко снимки на група галактики.

Те са точно както ги описваме.

Те са големи натрупвания на галактики

свързани чрез обща гравитация.

Така че повечето от точиците, които виждате на екрана

не са самостоятелни звезди,

а натрупвания на звезди или галактики.

Сега когато ви покажа някои от тези снимки

се надявам барзо да видите това, че

групите от галактики са тези красиви обекти

но и повече от това

аз мисля, че са мистериозни,

изненадващи

и са полезни.

Полезни като най-големите лаборатории на Вселената.

И за да опишем галактиките като лаборатории

трябва да се опишат експериментите

които може да извършим.

Мисля, че има четири основни типа

и първия, който ще опиша

изследва най-големите галактики.

Така, колко големи?

И ето изображение на конкретна група галактики.

Групата е толкова голяма, че светлината
преминаваща през нея

се извива и пречупва

от силната й гравитация

И всъщност, ако се вгледате внимателно

ще видите пръстени около групата.

И сега да ви дам бройка,

точно тази галактика

има над квадрилион слънца.

Не е за вярване колко големи могат да станат.

Но освен масата си

имат и тази допълнителна особеност.

По принцип са изолирани системи,

затова може да ги разглеждаме

като умалена версия на Вселената.

И на много от въпросите, които можем да имаме

за "големите" вселени,

като как работи гравитацията,

може да се отговори като се изучават тези системи.

Така, това беше доста голямо.

И второто е доста горещо.

Добре, ако взема снимката на групите галактики

и махна цялата звездна светлина,

това което остава е това голямо синьо петно.

Но това не е цвят.

Всъщност, това което се вижда е рентгенова светлина

И въпросът е, ако не галактиките то тогава

какво произвежда светлината?

Отговорът е -- горещ газ,

милиони градуси,

всъщност това е плазма.

И причината, защо е толкова горещ

ни връща към предният слайд

Силната гравитация на системите

ускорява частиците на газа до много висока скорост

а високата скорост означава висока температура.

Това е основната идея,

но науката е трудна материя.

Има много основни свойства на плазмата,

които ни объркват,

които ни озадачават

и все пак предизвикват разбиранията ни

за физиката на много горещото.

И третото: проучване на много малкото.

Сега, за да обясня това, трябва да ви кажа

много обезпокояващ факт.

По-голямата част от Вселената

не е направена от атоми.

Били сте излъгани.

По-голямата й част е направена от нещо
много, много мистериозно,

което наричаме тъмна материя.

Тъмната материя е нещо което не обича
да взаимодейства много

освен чрез гравитация,

и естествено бихме искали да научим повече за нея.

Ако изучаваш частиците,

би искал да знаеш какво става когато сблъскаш частици.

И тъмната материя не е изключение.

Добре, как го прввим?

За да отговорим на този въпрос,

трябва да попитам още един --

какво става когато групите се сблъскат?

Ето снимка.

Тъй като групите представляват

части от Вселената, умалени версии.

Tе най-вече са направени от тъмна материя

и това е което се вижда в синкaвото лилаво.

Червеното е горещ газ

и, разбира се, може да видите много галактики.

Това което се получава е усилвател на частици

в огромни размери.

И това е важно,

защото това означава, че много малки

елементи могат да са трудни за откриване в лабораторята

и могат да се смесят с нещо,

което може да бъде наблюдавано в природата.

Това е много забавно.

Причината защо групите галактики

могат да ни учат за тъмната материя,

причината защо групите галактики

могат да ни учат за физиката на най-малките частици,

е именно защото те са толкова големи.

Четвъртото нещо: физиката на най-странното.

Определно това, което казах до сега е лудост.

Добре, ако има нещо по-странно,

мисля че това е тъмната енергия.

Ако хвърля топка във въздуха

аз очаквам тя да се изкачи.

Това което не очаквам е, че се изкачва

с все по-висока скорост.

Подобно космолозите разбират защо

Вселената се разширява.

Те не разбират защо се разширява

с все по-висока скорост.

Причрината за това

ускорено разширяване

я наричат тъмна енергия.

И отново ние искаме да научим повече за нея.

Основният въпрос, който се питаме е

как тъмната енергия влияе на Вселената

в най-големи мащаби?

В зависимост от това колко е силна

може да разтяга Вселената по-бързо или по-бавно.

Проблемът с големия мащаб

на Вселената, е че той е ужасно усложнен.

Ето компютърна симулация.

И ни трябва начин да я опростим.

Е, като мисля за това използвам аналогия.

Ако искм да разбера потъването на Титаник,

най-важното нещо, което трябва да направя

е не да поставям на място

всяко малко парче счупило се от кораба.

Най-важното нещо, което трябва да направя е

да проследя двете големи части.

По този начин мога да науча много за Вселената

в големи мащаби

като наблюдавам най-големите й части,

а тези най-големи части са групите от галактики.

И понеже наближава краят,

може да се чувствате малко излъгани.

Имам предвид, че започнах с това

как галактическите групи са полезни

и ви дадох няколко причини,

но каква е тяхната полза всъщност?

За да отговоря на това,

искам да ви кажа една мисъл на Хенри Форд

когато са го попитали за колите.

Той е казал:

"Ако попитам хората какво искат

те ще кажат: 'По-бързи коне.'"

Днес като общество сме поставени пред

много, много трудни проблеми.

И решенията на тези проблеми не са очевидни.

Не са по-бързите коне.

Това ще изисква големи количества

научна изобретателност.

Така че, да, ще трябва да се фокусираме,

да, ще трябва да се концентрираме,

но също трябва да запомним, че

иновациите, изобретателността, вдъхновението --

тези неща идват

когато достигнем лимита на възприятие,

когато отстъпим,

когато погледнем отдалече.

И не мога да се сетя за по-добър начин
да направим това

от изучаването на Вселената около нас.
Благодаря ви.

(Ръкопляскане)