Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away

Übersetzung: Kai Rasmus Nissen Lektorat: Nadine Hennig

Here are some images of clusters of galaxies.

Hier sind einige Bilder von Galaxienhaufen.

They're exactly what they sound like.

Sie sind genau so, wie der Name sagt:

They are these huge collections of galaxies,

riesige Ansammlungen von Galaxien,

bound together by their mutual gravity.

durch ihre gegenseitige Anziehung verbunden.

So most of the points that you see on the screen

Die meisten Punkte auf dem Schirm

are not individual stars,

sind keine einzelnen Sterne,

but collections of stars, or galaxies.

sondern Ansammlungen von Sternen oder Galaxien.

Now, by showing you some of these images,

Ich hoffe, dass diese Bilder euch veranschaulichen,

I hope that you will quickly see that

galaxy clusters are these beautiful objects,

welch schöne Objekte Galaxienhaufen sind,

but more than that,

und mehr als das:

I think galaxy clusters are mysterious,

Für mich sind sie mysteriös,

they are surprising,

überraschend

and they're useful.

und nützlich.

Useful as the universe's most massive laboratories.

Nützlich als die gewaltigsten Versuchslabore des Universums.

And as laboratories, to describe galaxy clusters

Galaxienhaufen als Versuchslabore zu beschreiben,

is to describe the experiments

heißt die Experimente zu beschreiben,

that you can do with them.

die man mit ihnen machen kann.

And I think there are four major types,

Es gibt vier Haupttypen,

and the first type that I want to describe

und als Erstes möchte ich

is probing the very big.

die Erforschung des sehr Großen beschreiben.

So, how big?

Aber wie groß?

Well, here is an image of a particular galaxy cluster.

Hier seht ihr das Bild eines bestimmten Galaxienhaufens.

It is so massive that the light passing through it

Er ist so gewaltig, dass das durch ihn hindurch scheinende Licht

is being bent, it's being distorted

durch die unglaubliche Anziehungskraft des Haufens

by the extreme gravity of this cluster.

gebogen, abgelenkt wird.

And, in fact, if you look very carefully

Wenn ihr nämlich genau hinschaut,

you'll be able to see rings around this cluster.

können ihr die ihn umgebenden Ringe sehen.

Now, to give you a number,

Um euch eine Zahl zu nennen:

this particular galaxy cluster

Dieser Galaxienhaufen

has a mass of over one million billion suns.

hat die Masse von über einer Millionen Milliarden Sonnen.

It's just mind-boggling how massive these systems can get.

Es ist irre, wie riesig diese Systeme werden können.

But more than their mass,

Aber über ihre Masse hinaus

they have this additional feature.

haben sie eine weitere Qualität:

They are essentially isolated systems,

Im Prinzip sind sie eigenständige Systeme

so if we like, we can think of them

und können somit

as a scaled-down version of the entire universe.

als ein Miniaturmodell des gesamten Universums betrachtet werden.

And many of the questions that we might have

Viele Fragen, die sich uns stellen,

about the universe at large scales,

über das Universum als Ganzes --

such as, how does gravity work?

wie die Frage nach der Anziehungskraft --

might be answered by studying these systems.

könnten durch das Studium dieser Systeme beantwortet werden.

So that was very big.

Das war das sehr Große.

The second things is very hot.

Das Zweite ist das sehr Heiße.

Okay, if I take an image of a galaxy cluster,

Wenn ich das Bild eines Galaxienhaufens nehme

and I subtract away all of the starlight,

und das Sternenlicht herausfiltere,

what I'm left with is this big, blue blob.

bleibt nur dieser große, blaue Tropfen.

This is in false color.

Die Farbe ist verfälscht.

It's actually X-ray light that we're seeing.

Tatsächlich sehen wir Röntgenstrahlung.

And the question is, if it's not galaxies,

Die Frage ist: Wenn nicht von den Galaxien,

what is emitting this light?

von was wird das Licht ausgestrahlt?

The answer is hot gas,

Die Antwort lautet: von heißem Gas.

million-degree gas --

von Millionen Grad heißem Gas --

in fact, it's plasma.

tatsächlich ist es Plasma.

And the reason why it's so hot

Der Grund, warum es so heiß ist,

goes back to the previous slide.

führt uns zum vorigen Bild zurück.

The extreme gravity of these systems

Die gewaltige Anziehungskraft dieser Systeme

is accelerating particles of gas to great speeds,

beschleunigt die Gaspartikel auf eine hohe Geschwindigkeit

and great speeds means great temperatures.

und hohe Geschwindigkeit bedeutet hohe Temperatur.

So this is the main idea,

Das ist die Kernidee,

but science is a rough draft.

aber Wissenschaft ist eine grobe Skizze.

There are many basic properties about this plasma

Viele grundlegende Eigenarten dieses Plasmas irritieren uns,

that still confuse us,

still puzzle us,

verwirren uns noch

and still push our understanding

und treiben unser Verständnis

of the physics of the very hot.

der Physik des sehr Heißen weiter voran.

Third thing: probing the very small.

Das Dritte: Die Erforschung des sehr Kleinen.

Now, to explain this, I need to tell you

Um das zu erklären,

a very disturbing fact.

muss ich euch etwas sehr Irritierendes mitteilen.

Most of the universe's matter

Der Großteil der Materie im Universum

is not made up of atoms.

besteht nicht aus Atomen.

You were lied to.

Man hat euch belogen.

Most of it is made up of something very, very mysterious,

Der Großteil besteht aus etwas sehr Mysteriösem,

which we call dark matter.

das wir dunkle Materie nennen.

Dark matter is something that doesn't like to interact very much,

Dunkle Materie hat keinen großen Drang zur Interaktion,

except through gravity,

es sei denn durch Anziehungskraft.

and of course we would like to learn more about it.

Natürlich möchten wir mehr darüber wissen.

If you're a particle physicist,

Als Teilchenphysiker

you want to know what happens when we smash things together.

möchte man wissen, was passiert, wenn Dinge kollidieren.

And dark matter is no exception.

Dunkle Materie ist da keine Ausnahme.

Well, how do we do this?

Wie stellen wir das an?

To answer that question,

Um diese Frage zu beantworten,

I'm going to have to ask another one,

muss ich zunächst eine andere stellen:

which is, what happens when galaxy clusters collide?

Was passiert, wenn Galaxienhaufen kollidieren?

Here is an image.

Hier ist ein Bild.

Since galaxy clusters are representative

Da Galaxienhaufen repräsentative Teile,

slices of the universe, scaled-down versions.

Miniaturausgaben des Universums sind,

They are mostly made up of dark matter,

bestehen sie primär aus dunkler Materie,

and that's what you see in this bluish purple.

die hier als bläuliches Violett zu sehen ist.

The red represents the hot gas,

Das Rot stellt das heiße Gas dar.

and, of course, you can see many galaxies.

Außerdem sieht man viele Galaxien.

What's happened is a particle accelerator

Entstanden ist ein Teilchenbeschleuniger

at a huge, huge scale.

in einem riesigen Ausmaß.

And this is very important,

Und das ist sehr wichtig,

because what it means is that very, very small

denn es heißt, dass sehr kleine Effekte,

effects that might be difficult to detect in the lab,

die im Versuchslabor vielleicht übersehen würden,

might be compounded and compounded

in vielfach verstärkter Form

into something that we could possibly observe in nature.

in der Natur dann beobachtbar wären.

So, it's very funny.

Das ist lustig,

The reason why galaxy clusters

denn der Grund, warum Galaxienhaufen

can teach us about dark matter,

uns über dunkle Materie aufklären,

the reason why galaxy clusters

der Grund, warum Galaxienhaufen

can teach us about the physics of the very small,

uns über die Physik des sehr Kleinen aufklären,

is precisely because they are so very big.

ist gerade der, dass sie so riesengroß sind.

Fourth thing: the physics of the very strange.

Das Vierte: die Physik des sehr Seltsamen.

Certainly what I've said so far is crazy.

Was ich bisher gesagt habe, klingt verrückt.

Okay, if there's anything stranger

Wenn es etwas noch Verrückteres gibt,

I think it has to be dark energy.

ist das für mich dunkle Energie.

If I throw a ball into the air,

Werfe ich einen Ball in die Luft,

I expect it to go up.

erwarte ich, dass er steigt.

What I don't expect is that it go up

Ich erwarte nicht, dass er steigt

at an ever-increasing rate.

und dabei immer schneller wird.

Similarly, cosmologists understand why

Ebenso verstehen Kosmologen zwar,

the universe is expanding.

warum das Universum sich ausdehnt,

They don't understand why it's expanding

aber nicht, warum es das

at an ever-increasing rate.

mit immer höherer Geschwindigkeit tut.

They give the cause of this

Sie nennen die Ursache

accelerated expansion a name,

für diese beschleunigte Ausdehnung

and they call it dark energy.

dunkle Energie.

And, again, we want to learn more about it.

Auch darüber wollen wir mehr wissen.

So, one particular question that we have is,

Wir haben folgende Frage:

how does dark energy affect the universe

Wie beeinflusst dunkle Materie das Universum

at the largest scales?

in seinen größten Ausmaßen?

Depending on how strong it is,

Abhängig von ihrer Stärke

maybe structure forms faster or slower.

könnte sie Formen schneller oder langsamer strukturieren.

Well, the problem with the large-scale structure

Allerdings ist die Struktur des Universums im Großen

of the universe is that it's horribly complicated.

äußerst kompliziert.

Here is a computer simulation.

Hier ist eine Computersimulation.

And we need a way to simplify it.

Es muss gelingen, sie zu vereinfachen.

Well, I like to think about this using an analogy.

Ich denke mir das gerne als Analogie.

If I want to understand the sinking of the Titanic,

Will ich den Untergang der Titanic verstehen,

the most important thing to do

muss ich nicht die Koordinaten

is not to model the little positions

of every single little piece of the boat that broke off.

jedes kleinen vom Schiff abgebrochenen Teiles nachvollziehen.

The most important thing to do is

Das Wichtigste ist,

to track the two biggest parts.

den beiden größten Teilen nachzugehen.

Similarly, I can learn a lot about the universe

So kann ich auch Vieles über das Universum als Ganzes lernen;

at the largest scales

indem ich den größten Teilen,

by tracking its biggest pieces

and those biggest pieces are clusters of galaxies.

also den Galaxienhaufen, nachgehe.

So, as I come to a close,

Wenn ich nun zum Ende komme,

you might feel slightly cheated.

fühlt ihr euch vielleicht ein wenig betrogen.

I mean, I began by talking about

Immerhin habe ich zu Beginn

how galaxy clusters are useful,

vom Nutzen der Galaxienhaufen gesprochen

and I've given some reasons,

und einige Beispiele angeführt;

but what is their use really?

aber worin liegt ihr Nutzen wirklich?

Well, to answer this,

Um das zu beantworten,

I want to give you a quote by Henry Ford

möchte ich euch ein Zitat von Henry Ford mitgeben.

when he was asked about cars.

Auf Autos angesprochen

He had this to say:

gab er folgende Antwort:

"If I had asked people what they wanted,

"Hätte ich die Leute gefragt, was sie wollen,

they would have said faster horses."

hätten sie gesagt: schnellere Pferde."

Today, we as a society are faced

Heute stehen wir als Gesellschaft

with many, many difficult problems.

vor vielen schwierigen Problemen.

And the solutions to these problems are not obvious.

Und die Lösungen zu diesen Problemen sind nicht offensichtlich.

They are not faster horses.

Es sind nicht schnellere Pferde.

They will require an enormous amount of

Sie erfordern von uns ein hohes Maß

scientific ingenuity.

an wissenschaftlicher Rafinesse.

So, yes, we need to focus,

Ja, wir müssen uns fokussieren

yes, we need to concentrate,

und uns konzentrieren,

but we also need to remember that

uns aber auch erinnern,

innovation, ingenuity, inspiration --

dass Innovation, Einfallsreichtum, Inspiration --

these things come

diese Dinge entstehen

when we broaden our field of vision

durch Horizonterweiterung,

when we step back

wenn wir zurück treten

when we zoom out.

und das Gesamtbild wirken lassen.

And I can't think of a better way to do this than

Mir fällt keine bessere Art ein, das zu tun,

by studying the universe around us. Thanks.

als das Universum um uns herum zu studieren. Vielen Dank.

(Applause)

(Applaus)