Šta možemo naučiti od dalekih galaksija

U zabavnom, uzbudljivom govoru, tinejdžer Henry Lin posmatra nešto neočekivano na nebu: daleke skupine galaksija. Proučavajući osobine najvećih dijelova galaksije, kaže ovaj dobitnik nagrade Intelovog sajma nauke, možemo dosta naučiti o naučnim misterijama u našem svijetu i našoj galaksiji.

Evo nekoliko slika skupina galaksija.

I one su upravo to.

One su ogromni zbirovi galaksija,

povezani zajedničkom gravitacijom.

Većina tačaka koje vidite na ekranu

nisu pojedinačne zvijezde,

već zbirovi zvijezda ili galaksija.

Pokazujući vam neke od ovih slika,

nadam se da ćete brzo uvidjeti da su

zbirovi galaksija ovi prelijepi objekti,

ali i više od toga.

Lično mislim da su skupine sazviježđa misteriozne,

da su iznenađujuće

i da su korisne.

Korisne kao najveće laboratorije univerzuma.

I kao kada opisujete laboratorije,
opisati skupine galaksija

znači opisati eksperimente

koje s njima možete raditi.

A ja mislim da postoje četiri
glavne vrste eksperimenata,

a prva vrsta koju želim da opišem

je ispitivanje jako velikog.

Koliko velikog?

Evo slike određene skupine galaksija.

Ova je skupina toliko velika
da se svjetlo koje kroz nju prolazi

savija, deformira

zbog ekstremne gravitacije ovog zbira sazviježđa.

I, zapravo, ako dobro pogledate

vidjet ćete prstenove oko ove skupine.

Da biste dobili predstavu,

ova konkretna skupina galaksija

ima masu veću od jednog miliona milijardi sunaca.

Jednostavno je nepojmljivo
koliko mogu biti veliki ovi sistemi.

Ali, važnija od njihove mase

je njihova dodatna osobina.

One su u osnovi izolovani sistemi,

tako da, ako želimo, o njima možemo razmišljati

kao o umanjenim verzijama cijelog svemira.

Mnoga pitanja koja možda imamo

o svemiru, u širem smislu,

kao na primjer "kako djeluje gravitacija?"

mogu biti odgovorena proučavanjem ovih sistema.

To je, dakle, jako veliko.

Druga stvar je - vrelo.

Ako uzmem sliku skupine galaksija

i s nje uklonim svjetlost zvijezda

ostaje mi ova velika, plava mrlja.

Ovo nije prava boja.

Ovo što vidimo je zapravo
svjetlo rendgenskog zraka.

Sada je pitanje, ako to nisu galaksije,

šta onda emituje ovu svjetlost?

Odgovor je vreli gas,

gas od milion stepeni -

zapravo, to je plazma.

A razlog zašto je tako vrelo

je na prethodnom slajdu.

Ekstremna gravitacija ovih sistema

ubrzava čestice gasa do velikih brzina,

a velike brzine znače i velike temperature.

Ovo je, dakle, osnovna ideja,

ali nauka je grubi nacrt.

Mnoge osnovne osobine plazme

nas još uvijek zbunjuju,

tjeraju na razmišljanje

i pomijeraju granice našeg razumijevanja

fizike vrelog.

Treća stvar: ispitivanje jako malog.

Da bih vam ovo objasnio, moram vam reći

vrlo uznemirujuću činjenicu.

Najveći dio materije svemira

nije sačinjen od atoma.

Lagali su vam.

Najveći dio je sačinjen od nečeg jako,
jako misterioznog,

što se zove tamna materija.

Tamna materija je nešto što ne voli interakciju,

osim kroz gravitaciju,

i, naravno, želimo znati više o njoj.

Ako se bavite fizikom čestica,

želite znati šta se dešava
kada sudarimo dvije stvari.

A tamna materija nije izuzetak.

I kako onda to radimo?

Da bih odgovorio na to pitanje

moram postaviti drugo,

a to je "šta se dešava kada se sudare dvije skupine galaksija?"

Evo slike.

Skupine galaksija predstavljaju

isječke univerzuma, njegove umanjene verzije.

Sačinjene su uglavnom od tamne materije,

i to je ono što vidite u plavo-ljubičastoj boji.

Crvena predstavlja vreli gas,

i naravno, vidite mnogo galaksija.

Ono što se desilo je ubrzivač čestica

na ogromnom, ogromnom nivou.

Ovo je jako važno

jer znači da bi se jako, jako mali

efekti koje bi bilo teško detektovati u laboratoriji

mogli jediniti i jediniti

u nešto što bismo mogli primijetiti u prirodi.

Smiješno je.

Razlog zašto preko skupine galaksija

možemo učiti o tamnoj materiji,

razlog zašto kroz skupine galaksija

možemo učiti o fizici jako malog,

je upravo zato što su tako velike.

Četvrta stvar: fizika jako neobičnog.

Naravno da je sve što sam do sada rekao ludo.

Uredu, ako postoji išta neobičnije

mislim da to onda mora biti tamna energija.

Ako bacim loptu u zrak,

očekujem da će ići gore.

Ono što ne očekujem je da ide gore

sve brže i brže.

Slično tome, kozmolozi razumiju zašto

se svemir širi.

Ne razumiju zašto se širi

sve brže i brže.

Razlog ovog

ubrzanog širenja ima ime,

i zovu ga tamna energija.

I opet želimo znati više o njoj.

Jedno određeno pitanje koje imamo je

kako tamna energija utječe na svemir

na većem planu?

Zavisno od toga koliko je jaka,

možda se strukture formiraju brže ili sporije.

Problem sa velikom strukturom

svemira je taj što je užasno komplikovana.

Pogledajte kompjutersku simulaciju.

Potreban nam je način da je pojednostavimo.

O ovome volim razmišljati koristeći analogiju.

Ako želim razumjeti kako je potonuo Titanik

nije najvažnije

tačno postaviti svaki djelić

koji se odvojio s broda.

Najvažnije je

pronaći dva najveća dijela.

Na sličan način mogu mnogo naučiti o svemiru

na širem planu

prateći njegove najveće dijelove,

a najveći dijelovi su skupine galaksija.

Kako se bližim završetku

možda se osjećate malo prevarenima.

Mislim, počeo sam govorom o tome

kako su skupine galaksija korisne

i naveo sam neke razloge,

ali koja je njihova stvarna korist?

Da bih odgovorio na ovo,

želim citirati Henrya Forda

kada su ga pitali o autima.

On je rekao ovo:

"Da sam pitao ljude šta žele,

tražili bi brže konje".

Danas smo kao društvo suočeni

sa jako mnogo teških problema.

A rješenja ovih problema nisu očigledna.

Ona nisu "brži konji".

Ta će rješenja zahtijevati ogromnu količinu

naučne genijalnosti.

Dakle, da, moramo se fokusirati,

da, moramo se koncentrisati,

Ali isto tako moramo upamtiti da

inovacija, genijalnost, inspiracija -

ove stvari dolaze

kada proširimo svoje vidike,

kada zakoračimo unazad,

kada sagledamo veću sliku.

A ja ne mogu da zamislim
bolji način da se ovo uradi

nego posmatranjem svemira oko nas. Hvala.

Aplauz