Patricia Burchat: Shedding light on dark matter

Патриция Буркат освещает темную материю

Переводчик: Yuriy Pakhotin Редактор: Namik Kasumov

As a particle physicist, I study the elementary particles

Будучи специалистом в физике частиц, я изучаю элементарные частицы

and how they interact on the most fundamental level.

и их взаимодействия на самом фундаментальном уровне.

For most of my research career, I've been using accelerators,

В течение большей части моей исследовательской карьеры я использовала ускорители,

such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road,

такие, как ускоритель электронов Стэнфордского Университета, неподалёку отсюда,

to study things on the smallest scale.

для того, чтобы изучать явления мельчайшего масштаба.

But more recently, I've been turning my attention

Однако недавно я заинтересовалась

to the universe on the largest scale.

вселенной, явлениями крупнейшего масштаба.

Because, as I'll explain to you,

Дело в том, что, как я объясню позже,

the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected.

вопросы явлений мельчайшего и крупнейшего масштабов весьма взаимосвязаны.

So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe,

Итак, я вам расскажу о том, каково у нас, в 21 веке, представление о вселенной

what it's made of and what the big questions in the physical sciences are --

и её составных частях, и о главных вопросах физической науки,

at least some of the big questions.

по крайней мере, о некоторых главных вопросах.

So, recently, we have realized

Итак, недавно было обнаружено,

that the ordinary matter in the universe --

что во вселенной обычное вещество,

and by ordinary matter, I mean you, me,

а под обычным веществом я подразумеваю, скажем, вас, себя,

the planets, the stars, the galaxies --

планеты, звезды, галактики,

the ordinary matter makes up only a few percent

всё обычное вещество в сумме составляет лишь несколько процентов

of the content of the universe.

содержимого вселенной.

Almost a quarter, or approximately a quarter

Почти четверть, или примерно четверть

of the matter in the universe, is stuff that's invisible.

содержимого вселенной - это нечто невидимое.

By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum.

Под «невидимым» подразумевается то, что не поглощает электромагнитное излучение.

It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect.

Оно также не испускает электромагнитное излучение. И не отражает.

It doesn't interact with the electromagnetic spectrum,

Оно не взаимодействует с электромагнитным излучением,

which is what we use to detect things.

а ведь именно это излучение нам нужно для обнаружения вещей.

It doesn't interact at all. So how do we know it's there?

Оно вообще не взаимодействует. Откуда же мы знаем, что оно есть?

We know it's there by its gravitational effects.

Мы знаем о его присутствии по гравитационным эффектам.

In fact, this dark matter dominates

Вообще-то, темная материя вызывает основные

the gravitational effects in the universe on a large scale,

гравитационные эффекты большого масштаба во вселенной,

and I'll be telling you about the evidence for that.

и я расскажу о том, какими для этого доводами мы располагаем.

What about the rest of the pie?

Что же составляет остальную часть этого «пирога»?

The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy.

Остальная часть – это весьма загадочная субстанция, называемая тёмной энергией.

More about that later, OK.

О ней я расскажу попозже.

So for now, let's turn to the evidence for dark matter.

А сейчас давайте рассмотрим доказательства существования темной материи.

In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this,

В этих галактиках, особенно в спиральных галактиках, как эта,

most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy.

звездная масса по большей части сосредоточена в центре галактики.

This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy.

Огромная масса совокупности этих звёзд обеспечивает круговые орбиты звёзд внутри галактики.

So we have these stars going around in circles like this.

Таким образом, звёзды вращаются по кругу, похожему на этот.

As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK --

Легко представить, – а если даже вы знаете физику, это нужно понимать интуитивно, –

that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed

что звезды находящиеся ближе к центру вращаются с большей скоростью,

than those that are further out here, OK.

чем те, что отстоят дальше.

So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars,

Итак, можно ожидать, что измерение орбитальной скорости вращения этих звезд

that they should be slower on the edges than on the inside.

даст более медленное вращение по краям, чем в центре.

In other words, if we measured speed as a function of distance --

Другими словами, если мы измерим скорость, как функцию расстояния –

this is the only time I'm going to show a graph, OK --

график я показываю в первый и последний раз –

we would expect that it goes down as the distance increases

то разумно было бы ожидать, что он пойдёт вниз с увеличением расстояния

from the center of the galaxy.

от центра галактики.

When those measurements are made,

Но когда эти измерения были сделаны,

instead what we find is that the speed is basically constant,

то, вместо этого, было обнаружено, что скорость примерно постоянна,

as a function of distance.

как функция расстояния,.

If it's constant, that means that the stars out here

Если она постоянна, то это означает, что звёзды в этом месте

are feeling the gravitational effects of matter that we do not see.

испытывают гравитационное воздействие невидимого нам вещества.

In fact, this galaxy and every other galaxy

В самом деле, эта галактика и все остальные галактики,

appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter.

по всей видимости, заключены в облако невидимой материи.

And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves,

И это облако материи имеет более сферическую форму, чем сама галактика.

and it extends over a much wider range than the galaxy.

Кроме того, оно продолжается далеко за пределы галактики.

So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter

Итак, мы видим галактику и фиксируемся на этом, однако на самом деле тут облако темной материи,

that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.

которое оказывает основное влияние на структуру и динамику галактики.

Galaxies themselves are not strewn randomly in space;

Галактики сами по себе не разбросаны случайно в космосе,

they tend to cluster.

они имеют тенденцию скапливаться в группы.

And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster.

Вот пример одного очень известного скопления, Кома (скопление Волосы Вероники)

And there are thousands of galaxies in this cluster.

Это скопление состоит из тысяч галактик.

They're the white, fuzzy, elliptical things here.

Здесь они видны как белые размытые эллипсы.

So these galaxy clusters -- we take a snapshot now,

Если на скопление галактик посмотреть сегодня

we take a snapshot in a decade, it'll look identical.

и через десятилетие – будет выглядеть одинаково.

But these galaxies are actually moving at extremely high speeds.

Но на самом деле эти галактики движутся с очень большой скоростью.

They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK.

Они вращаются в яме гравитационного потенциала скопления.

So all of these galaxies are moving.

Итак, все эти галактики двигаются.

We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities,

Мы можем измерить скорости этих галактик, скорости их вращения,

and figure out how much mass is in this cluster.

и рассчитать, какая масса сосредоточенна в скоплении.

And again, what we find is that there is much more mass there

И снова выясняется, что там находится намного большая масса,

than can be accounted for by the galaxies that we see.

чем та, которой могут обладать видимые нам галактики.

Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum,

Или, взглянув на другие области электромагнитного спектра,

we see that there's a lot of gas in this cluster, as well.

мы видим, что внутри этого скопления также содержится много газа.

But that cannot account for the mass either.

Но он также не даст достаточного вклада, чтобы объяснить такую массу.

In fact, there appears to be about ten times as much mass here

Есть основания предполагать, что на самом деле там раз в десять больше массы

in the form of this invisible or dark matter

в форме невидимой или тёмной материи,

as there is in the ordinary matter, OK.

чем в виде обычной материи.

It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly.

Было бы хорошо видеть тёмную материю чуть более напрямую.

I'm just putting this big, blue blob on there, OK,

Я поместила здесь это большое голубое пятно,

to try to remind you that it's there.

для того чтобы напоминать вам о том, что там нечто есть.

Can we see it more visually? Yes, we can.

Можем ли мы увидеть это более непосредственно? Да.

And so let me lead you through how we can do this.

Позвольте мне разъяснить, как это сделать.

So here's an observer:

Итак, здесь находится наблюдатель,

it could be an eye; it could be a telescope.

Это может быть человеческий глаз, или телескоп.

And suppose there's a galaxy out here in the universe.

Представьте, что вот здесь во вселенной находится галактика.

How do we see that galaxy?

Как мы можем увидеть эту галактику?

A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe

Луч свет выходит из этой галактики и идёт сквозь вселенную

for perhaps billions of years

в течение миллиардов лет

before it enters the telescope or your eye.

до того, как он попадёт в телескоп или в ваш глаз.

Now, how do we deduce where the galaxy is?

Так вот, как же мы определяем месторасположение галактики?

Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling

Мы выводим его по направлению распространения луча,

as it enters our eye, right?

по тому, как он попадает в наш глаз, правильно?

We say, the ray of light came this way;

Мы полагаем, что если луч света проходит вот этот путь,

the galaxy must be there, OK.

то галактика должна быть там.

Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies --

Теперь представим себе, что в центре я размещаю скопление галактик,

and don't forget the dark matter, OK.

при этом мы помним о тёмной материи.

Now, if we consider a different ray of light, one going off like this,

Так вот, если мы рассмотрим другой луч света, идущий вот так,

we now need to take into account

то тогда мы должны учесть то,

what Einstein predicted when he developed general relativity.

что предсказывал Эйнштейн, в своей общей теории относительности.

And that was that the gravitational field, due to mass,

А именно, что гравитационное поле, ввиду массы,

will deflect not only the trajectory of particles,

будет отклонять не только траектории частиц,

but will deflect light itself.

но также будет отклонять и свет.

So this light ray will not continue in a straight line,

Таким образом, этот луч света будет идти, скорее, не по прямой,

but would rather bend and could end up going into our eye.

а значительно искривившись, прежде, чем попадаёт в наш глаз.

Where will this observer see the galaxy?

Где же наблюдатель увидит эту галактику?

You can respond. Up, right?

Можете смело отвечать. Сверху, правильно!

We extrapolate backwards and say the galaxy is up here.

Мы можем провести экстраполяцию назад и утверждать, что галактика находится сверху.

Is there any other ray of light

Есть ли какой-либо другой луч света,

that could make into the observer's eye from that galaxy?

попадающий в глаз наблюдателя из той же самой галактики?

Yes, great. I see people going down like this.

Да, отлично. Я вижу кто-то указывает вот так вниз.

So a ray of light could go down, be bent

Действительно, один из лучей может пойти вниз, затем изогнуться

up into the observer's eye,

вверх по направлению к глазу наблюдателя,

and the observer sees a ray of light here.

и наблюдатель увидит луч света вот здесь.

Now, take into account the fact that we live in

Ну а теперь примем во внимание то факт, что мы живем

a three-dimensional universe, OK,

в трехмерной вселенной,

a three-dimensional space.

в трехмерном пространстве.

Are there any other rays of light that could make it into the eye?

Существуют ли еще какие-то лучи света, которые могут попасть в этот же глаз?

Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone.

Да! Эти лучи будут лежать на … ну, смелее! .. да, конечно на конусе.

So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone --

Итак, все лучи света, лежащие на конусе,

that will all be bent by that cluster

все они будут искривлены скоплением

and make it into the observer's eye.

и попадут в глаз наблюдателя.

If there is a cone of light coming into my eye, what do I see?

Если конус световых лучей попадет в мой глаз, то – что я увижу?

A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK.

Окружность, кольцо. Оно называется кольцом Эйнштейна, так как Эйнштейн его предсказал.

Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector

Итак, это кольцо будет идеальным, если и источник, и дефлектор,

and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line.

и глаз, как в этом случае, лежат на абсолютно прямой линии.

If they're slightly skewed, we'll see a different image.

Если же они слегка сдвинуты, то мы увидим другое изображение.

Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK,

Так вот, вы можете поэкспериментировать сегодня, на вечеринке после заседания,

to figure out what that image will look like.

и выяснить, какое должно быть изображение.

Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise,

Дело в том, что такой же эффект может быть получен

that has the right shape to produce this kind of effect.

с помощью линзы, сконструированной в нужной форме.

We call this gravitational lensing.

Мы это называем гравитационном линзированием.

And so, this is your instrument, OK.

Итак, вот – ваш инструмент.

(Laughter).

(Смех).

But ignore the top part.

Но не смотрите на верхнюю часть.

It's the base that I want you to concentrate, OK.

Я прошу вас сконцентрироваться на основании ножки.

So, actually, at home, whenever we break a wineglass,

Честно говоря, когда у нас дома разбивается бокал,

I save the bottom, take it over to the machine shop.

я всегда сохраняю основание, отношу в мастерскую,

We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK.

там мы его выравниваем, и у меня появляется гравитационная линзочка.

So it's got the right shape to produce the lensing.

Итак, у неё нужная форма для фокусировки.

And so the next thing you need to do in your experiment

Следующий шаг вашего эксперимента –

is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter)

берём салфетку. А я возьму листок миллиметровки. Я же физик. (Смех)

So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle.

Итак, берём салфетку. Посередине рисуем картинку галактики.

And now put the lens over the galaxy,

Затем кладём линзу поверх этой галактики,

and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring.

и мы тут увидим кольцо. Это –кольцо Эйнштейна.

Now, move the base off to the side,

Сдвиньте основание немного в сторону,

and the ring will split up into arcs, OK.

и кольцо разделится на дуги.

And you can put it on top of any image.

Линзу можно положить поверх любого изображения.

On the graph paper, you can see

На миллиметровой бумаге видно

how all the lines on the graph paper have been distorted.

как искажаются все линии миллиметровки.

And again, this is a kind of an accurate model

Замечу снова, это достаточно точная модель

of what happens with the gravitational lensing.

того, что происходит при гравитационном линзировании.

OK, so the question is: do we see this in the sky?

А теперь вопрос, видим ли мы такую картину в небе?

Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies?

Видим ли мы дуги в небе, когда мы смотрим на скопление галактик?

And the answer is yes.

Ответ: Да.

And so, here's an image from the Hubble Space Telescope.

Итак, вот – изображение полученное космическим телескопом Хаббл.

Many of the images you are seeing

Большинство изображений, что вы видели раньше,

are earlier from the Hubble Space Telescope.

получены с помощью космического телескопа Хаббл.

Well, first of all, for the golden shape galaxies --

Итак, во-первых, эти золотистые галактики -

those are the galaxies in the cluster.

это галактики в скоплении.

They're the ones that are embedded in that sea of dark matter

Это – те самые галактики, которые окружены океаном темной материи,

that are causing the bending of the light

которая вызывает искривление света

to cause these optical illusions, or mirages, practically,

и в результате приводит к оптическим иллюзиям, практически к миражам

of the background galaxies.

галактик, находящихся позади.

So the streaks that you see, all these streaks,

Поэтому, видимые здесь полоски, все эти полоски,

are actually distorted images of galaxies that are much further away.

на самом деле являются искаженными изображениями галактик, находящихся намного дальше.

So what we can do, then, is based on how much distortion

Что можно сделать дальше? Основываясь на величине искажений,

we see in those images, we can calculate how much mass

которые мы видим на этих картинках, мы можем вычислить количество массы

there must be in this cluster.

которым должно обладать данное скопление.

And it's an enormous amount of mass.

Это количество массы огромно.

And also, you can tell by eye, by looking at this,

Вы также можете оценить на глаз, глядя на изображение,

that these arcs are not centered on individual galaxies.

что эти дуги не центрированы на отдельных галактиках;

They are centered on some more spread out structure,

они центрированы на какой-то более растянутой структуре.

and that is the dark matter

Это и есть тёмная материя,

in which the cluster is embedded, OK.

внутри которой находится скопление.

So this is the closest you can get to kind of seeing

Вот – максимум того, как невооруженным глазом можно увидеть,

at least the effects of the dark matter with your naked eye.

или, по крайней мере, ощутить влияние тёмной материи.

OK, so, a quick review then, to see that you're following.

Итак, быстренько повторим, чтобы убедиться, что мы всё поняли.

So the evidence that we have

Значит, какими доводами мы располагаем,

that a quarter of the universe is dark matter --

чтобы утверждать, что четверть вселенной состоит из тёмной материи,

this gravitationally attracting stuff --

этой штуки с гравитационным притяжением?

is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies

Скорости вращения звёзд внутри галактик слишком велики;

is much too large; it must be embedded in dark matter.

значит, они должны быть заключены в тёмную материю.

The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large;

Скорости вращения галактик внутри скоплений слишком велики;

it must be embedded in dark matter.

значит – они должны быть заключены в тёмную материю.

And we see these gravitational lensing effects, these distortions

А также, наблюдается эффект гравитационного линзирования, тот самый эффект искажения,

that say that, again, clusters are embedded in dark matter.

который снова говорит о том, что скопления заключены в тёмную материю.

OK. So now, let's turn to dark energy.

Итак, давайте теперь обратимся к тёмной энергии.

So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something

Чтобы понять, на чём основано доказательство существования тёмной энергии, необходимо обсудить одну вещь,

that Stephen Hawking referred to in the previous session.

которую упомянул на предыдущем заседании Стивен Хокинг.

And that is the fact that space itself is expanding.

А именно – тот факт, что пространство само расширяется.

So if we imagine a section of our infinite universe --

Давайте представим себе участок нашей бесконечной вселенной, –

and so I've put down four spiral galaxies, OK --

я здесь поместила четыре спиральные галактики, –

and imagine that you put down a set of tape measures,

а также представим себе, что здесь серия измерительных рулеток,

so every line on here corresponds to a tape measure,

то есть, каждая линия на рисунке соответствует одной рулетке –

horizontal or vertical, for measuring where things are.

горизонтальной или вертикальной – для измерения месторасположения предметов.

If you could do this, what you would find

Если бы это можно было сделать, то выяснилось бы,

that with each passing day, each passing year,

что с каждым днем, с каждым годом,

each passing billions of years, OK,

с каждым миллиардом лет,

the distance between galaxies is getting greater.

расстояние между галактиками становится больше.

And it's not because galaxies are moving

И это не потому, что галактики отодвигаются

away from each other through space.

друг от друга в пространстве;

They're not necessarily moving through space.

совсем не обязательно двигаться внутри пространства.

They're moving away from each other

Они отодвигаются друг от друга оттого,

because space itself is getting bigger, OK.

что само пространство становится больше.

That's what the expansion of the universe or space means.

Вот что означает расширение вселенной или пространства.

So they're moving further apart.

Итак, они отодвигаются дальше друг от друга.

Now, what Stephen Hawking mentioned, as well,

Так вот, как уже заметил Стивен Хокинг,

is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate.

после Большого взрыва пространство расширялось с очень большой скоростью.

But because gravitationally attracting matter

Но, поскольку притягивающаяся посредством гравитации материя

is embedded in this space,

заключена внутри пространства,

it tends to slow down the expansion of the space, OK.

это приводит к замедлению расширения пространства.

So the expansion slows down with time.

Итак, расширение замедляется со временем.

So, in the last century, OK, people debated

В течение прошлого века учёные спорили о том,

about whether this expansion of space would continue forever;

будет ли расширение пространства продолжаться бесконечно,

whether it would slow down, you know,

точнее, будет ли оно замедляться,

will be slowing down, but continue forever;

замедляться, но продолжаться бесконечно;

slow down and stop, asymptotically stop;

либо замедлится и остановится, то есть асимптотически остановится,

or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again.

либо же замедлится, остановится, и повернёт вспять, то есть начнет сжиматься.

So a little over a decade ago,

Итак, примерно десять лет назад

two groups of physicists and astronomers

две группы физиков, астрономов,

set out to measure the rate at which

решили измерить скорость, с которой

the expansion of space was slowing down, OK.

расширение пространства замедляется.

By how much less is it expanding today,

Насколько медленнее оно расширяется сегодня,

compared to, say, a couple of billion years ago?

по сравнению, скажем, с парой миллиардов лет назад?

The startling answer to this question, OK, from these experiments,

Эти эксперименты привели к поразительному ответу:

was that space is expanding at a faster rate today

пространство расширяется сегодня со скоростью большей,

than it was a few billion years ago, OK.

чем несколько миллиардов лет назад.

So the expansion of space is actually speeding up.

Значит, расширение на самом деле ускоряется.

This was a completely surprising result.

Это был совершенно неожиданный результат.

There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK.

Никакого убедительного теоретического аргумента в пользу этого нет.

No one was predicting ahead of time this is what's going to be found.

Никто заранее не предсказывал что, это должно быть именно так.

It was the opposite of what was expected.

Открытие оказалось противоположно ожиданиям.

So we need something to be able to explain that.

Значит, для объяснения этого результата нужно что-то ещё.

Now it turns out, in the mathematics,

Так вот, оказывается, что можно математически

you can put it in as a term that's an energy,

добавить переменную, в качестве некоей энергии.

but it's a completely different type of energy

Но этот тип энергии совершенно отличается

from anything we've ever seen before.

от всего, что мы видели до сих пор.

We call it dark energy,

Мы называем его тёмной энергией.

and it has this effect of causing space to expand.

Её влияние приводит к расширению пространства,

But we don't have a good motivation

но у нас пока что нет разумного обоснования

for putting it in there at this point, OK.

для введения этой новой переменной.

So it's really unexplained as to why we need to put it in.

Итак, совершенно необъяснимо, отчего необходимо вводить новую переменную.

Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you,

В данный момент я хотела бы подчеркнуть

is that, first of all, dark matter and dark energy

в первую очередь, что тёмная материя и тёмная энергия –

are completely different things, OK.

это совершенно разные вещи.

There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe,

Перед нами две загадки относительно того, что составляет большую часть нашей вселенной,

and they have very different effects.

но их последствия совершенно различны.

Dark matter, because it gravitationally attracts,

Оттого, что тёмная материя, имеет гравитационное притяжение,

it tends to encourage the growth of structure, OK.

она больше способствует образованию структур.

So clusters of galaxies will tend to form,

В результате, создаются условия для формирования скоплений галактик,

because of all this gravitational attraction.

всё это благодаря гравитационному притяжению.

Dark energy, on the other hand,

В то же время, вклад тёмной энергии в том, что

is putting more and more space between the galaxies,

расстояние между галактиками становится всё больше и больше.

makes it, the gravitational attraction between them decrease,

Она вызывает уменьшение гравитационного притяжения между галактиками и,

and so it impedes the growth of structure.

следовательно, затрудняет образование структур.

So by looking at things like clusters of galaxies,

Таким образом, рассматривая такие объекты, как скопления галактик,

and how they -- their number density,

и как они, точнее плотность их количества,

how many there are as a function of time --

как их количество зависит от времени,

we can learn about how dark matter and dark energy

можно узнать, как тёмная материя и тёмная энергия

compete against each other in structure forming.

конкурируют друг с другом при формировании структур.

In terms of dark matter, I said that we don't have any,

Теперь что касается тёмной материи. Я уже сказала, что у нас нет

you know, really persuasive argument for dark energy.

никаких по-настоящему убедительных аргументов в пользу тёмной энергии.

Do we have anything for dark matter? And the answer is yes.

А есть ли что-то для объяснения тёмной материи? Ответ на этот вопрос – да.

We have well-motivated candidates for the dark matter.

Для обоснования тёмной материи есть несколько серьёзных кандидатур.

Now, what do I mean by well motivated?

А что понимать под серьёзной кандидатурой?

I mean that we have mathematically consistent theories

Тут я имею ввиду математически стройные построения,

that were actually introduced

созданные, на самом деле,

to explain a completely different phenomenon, OK,

для объяснения совершенно иных явлений,

things that I haven't even talked about,

о которых я ещё даже не упоминала.

that each predict the existence

Каждое из этих построений указывает на существование

of a very weakly interacting, new particle.

новой, очень слабо взаимодействующей частицы.

So, this is exactly what you want in physics:

Для физики это – как раз то, что нужно:

where a prediction comes out of a mathematically consistent theory

когда предсказание даётся математически стройной теорией,

that was actually developed for something else.

фактически созданной для иных целей.

But we don't know if either of those

Но пока неизвестно, является ли какая-то из двух теорий

are actually the dark matter candidate, OK.

на самом деле верной кандидатурой для тёмной материи.

One or both, who knows? Or it could be something completely different.

Одна или обе? Кто знает? Или может быть что-то совершенно другое.

Now, we look for these dark matter particles

Так вот, мы ищем частицы тёмной материи,

because, after all, they are here in the room, OK,

ведь, в конечном итоге, они есть здесь, в этой комнате,

and they didn't come in the door.

и они не входили через дверь.

They just pass through anything.

Они просто проникают сквозь что угодно.

They can come through the building, through the Earth --

Они могут пройти сквозь здание, сквозь землю –

they're so non-interacting.

настолько у них отсутствует взаимодействие.

So one way to look for them is to build detectors

Так что, их можно искать путём построения детекторов, которые будут

that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it.

крайне чувствительны к частицам тёмной материи, которые, проходя сквозь них, столкнутся с ними.

So a crystal that will ring if that happens.

Скажем, детекторный кристалл, который будет звенеть, если это произойдет.

So one of my colleagues up the road and his collaborators

Один из моих коллег недалеко отсюда [из Стэнфорда] и его сотрудники

have built such a detector.

построили такой детектор.

And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota,

Они поместили его глубоко под землёй, в одном из железных рудников в Миннесоте.

OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days

Глубоко под землей. И надо сказать, что на днях

announced the most sensitive results so far.

они объявили наиболее важные на сегодняшний день результаты.

They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass

Они ничего не увидели, но этот поиск определил ограничения на массу

and the interaction strength of these dark matter particles are.

и силу взаимодействия частиц тёмной материи.

There's going to be a satellite telescope launched later this year

В течение этого года будет запущен спутник с телескопом.

and it will look towards the middle of the galaxy,

Он будет наблюдать за центром галактики,

to see if we can see dark matter particles annihilating

в попытке увидеть, с его помощью,

and producing gamma rays that could be detected with this.

аннигиляцию частиц тёмной материи и рождение гамма-лучей.

The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator,

Вот - Большой адронный коллайдер, ускоритель частиц,

that we'll be turning on later this year.

который мы собираемся запустить до конца этого года.

It is possible that dark matter particles might be produced

Возможно, что частицы тёмной материи могут быть произведены

at the Large Hadron Collider.

на Большом адронном коллайдере.

Now, because they are so non-interactive,

Они настолько не взаимодействуют,

they will actually escape the detector,

что, на самом деле, они будут ускользать от детектора,

so their signature will be missing energy, OK.

поэтому оставленным ими следом будет потерянная энергия.

Now, unfortunately, there is a lot of new physics

К сожалению, существует множество новых физических моделей,

whose signature could be missing energy,

след которых тоже может быть в виде потерянной энергии,

so it will be hard to tell the difference.

поэтому будет трудно отличить их между собой.

And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed

И, наконец, для будущих попыток разрабатываются телескопы, создаваемые

specifically to address the questions of dark matter and dark energy --

специально для решения вопросов, связанных с тёмной материей и тёмной энергией,

ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes

и это наземные телескопы. А есть ещё три космических телескопа,

that are in competition right now

и прямо сейчас между ними идёт конкуренция за право

to be launched to investigate dark matter and dark energy.

быть запущенными на орбиту ради изучения тёмной материи и темной энергии.

So in terms of the big questions:

Итак, вспомним главные вопросы:

what is dark matter? What is dark energy?

Что такое тёмная материя? Что такое тёмная энергия?

The big questions facing physics.

Эти важные вопросы стоят перед физикой, и

And I'm sure you have lots of questions,

я уверена, что у вас есть много вопросов.

which I very much look forward to addressing

На них я готова с удовольствием ответить

over the next 72 hours, while I'm here. Thank you.

в течение следующих трёх дней, которые я буду здесь. Благодарю вас.

(Applause)

(Аплодисменты)