How do you observe something you can't see? This is the basic question of somebody who's interested in finding and studying black holes. Because black holes are objects whose pull of gravity is so intense that nothing can escape it, not even light, so you can't see it directly.
Hur kan man observera något som man inte kan se? Detta är den grundläggande frågan som någon som är intresserad av att finna och studera svarta hål ställer. Eftersom svarta hål är objekt som har så intensiv gravitationskraft att ingenting kan undkomma det, inte ens ljus, så man kan inte se dessa direkt.
So, my story today about black holes is about one particular black hole. I'm interested in finding whether or not there is a really massive, what we like to call "supermassive" black hole at the center of our galaxy. And the reason this is interesting is that it gives us an opportunity to prove whether or not these exotic objects really exist. And second, it gives us the opportunity to understand how these supermassive black holes interact with their environment, and to understand how they affect the formation and evolution of the galaxies which they reside in.
Så min historia idag om svarta hål är om ett visst specifikt svart hål. Jag är intresserad av att ta reda på om det verkligen finns ett riktigt massivt, vad vi gärna kallar ett "supermassivt" svart hål, i mitten av vår galax. Och anledningen till att detta är intressant är att det ger oss en möjlighet att bevisa ifall dessa exotiska objekt verkligen existerar. Och dessutom ger det oss möjligheten att förstå hur dessa supermassiva svarta hål interagerar med sin omgivning, och att förstå hur de påverkar bildandet och utvecklingen av de galaxer i vilka de existerar.
So, to begin with, we need to understand what a black hole is so we can understand the proof of a black hole. So, what is a black hole? Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object, because there are only three characteristics that you can describe: the mass, the spin, and the charge. And I'm going to only talk about the mass. So, in that sense, it's a very simple object. But in another sense, it's an incredibly complicated object that we need relatively exotic physics to describe, and in some sense represents the breakdown of our physical understanding of the universe.
Så, till att börja med behöver vi förstå vad ett svart hål är så att vi kan förstå hur man bevisar ett svart hål. Så, vad är ett svart hål? På många sätt är ett svart hål ett oerhört simpelt objekt, eftersom det endast finns tre attribut som man kan beskriva det med: dess massa, dess spin, och dess laddning. Och jag ska enbart prata om dess massa. Så, på så vis är det ett mycket simpelt objekt. Men på ett annat sätt är det oerhört komplicerat objekt för vilket vi behöver ganska exotisk fysik för att beskriva, och som på sätt och vis representerar en sönderdelning av vår fysikaliska förståelse av universum.
But today, the way I want you to understand a black hole, for the proof of a black hole, is to think of it as an object whose mass is confined to zero volume. So, despite the fact that I'm going to talk to you about an object that's supermassive, and I'm going to get to what that really means in a moment, it has no finite size. So, this is a little tricky.
Men för idag, sättet som jag vill att ni ska förstå ett svart hål, för att bevisa ett svart hål, är att tänka på det som ett objekt vars massa är begränsad till noll volym. Så, trots att jag ska tala för er om ett objekt som är supermassivt, och jag kommer förklara vad detta innebär om en stund, har det ingen ändlig storlek. Så det är lite krångligt.
But fortunately there is a finite size that you can see, and that's known as the Schwarzschild radius. And that's named after the guy who recognized why it was such an important radius. This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size. So why is it so important? It's important because it tells us that any object can become a black hole. That means you, your neighbor, your cellphone, the auditorium can become a black hole if you can figure out how to compress it down to the size of the Schwarzschild radius.
Men lyckligtvis finns det en ändlig storlek som man kan se, och den är känt som Schwarzschild-radien. Den är döpt efter mannen som upptäckte varför detta var en så viktig radie. Det är en virtuell radie, inte verklig; det svarta hålet har ingen storlek. Så varför är det så viktigt? Det är viktigt för att det berättar för oss att vilket objekt som helst kan bli ett svart hål. Det betyder att du, din granne, din mobil, detta auditorium kan bli ett svart hål om du kan lista ut hur du kan pressa ihop det till dess Schwarzschild-radies storlek.
At that point, what's going to happen? At that point gravity wins. Gravity wins over all other known forces. And the object is forced to continue to collapse to an infinitely small object. And then it's a black hole. So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube, it would become a black hole, because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.
Vad kommer hända då? Det är då som gravitationen vinner. Gravitation vinner över alla andra kända krafter. Och objektet är tvingat att fortsätta kollapsa till ett oändligt litet objekt. Och då är det ett svart hål. Så om jag skulle trycka ihop jorden till en sockerbits storlek, skulle det bli ett svart hål, därför att jordens Schwarzschild-radie är en sockerbits storlek.
Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is. And it turns out that it's actually pretty simple to figure out. It depends only on the mass of the object. Bigger objects have bigger Schwarzschild radii. Smaller objects have smaller Schwarzschild radii. So, if I were to take the sun and compress it down to the scale of the University of Oxford, it would become a black hole.
Nyckeln här är att lista ut vad denna Schwarzschild-radie är. Och det visar sig vara ganska enkelt att lista ut. Det beror enbart på objektets massa. Större objekt har större Schwarzschild-radier. Mindre objekt har mindre Schwarzschild-radier. Så om jag skulle ta solen och pressa ihop den till universitetet i Oxfords storlek, skulle den bli ett svart hål.
So, now we know what a Schwarzschild radius is. And it's actually quite a useful concept, because it tells us not only when a black hole will form, but it also gives us the key elements for the proof of a black hole. I only need two things. I need to understand the mass of the object I'm claiming is a black hole, and what its Schwarzschild radius is. And since the mass determines the Schwarzschild radius, there is actually only one thing I really need to know.
Så nu vet vi vad en Schwarzschild-radie är. Och det är ett ganska användbart koncept, för det säger oss inte bara när ett svart hål kommer bildas, utan det ger oss också de viktigaste faktorerna för bevis för ett svart hål. Jag behöver endast två saker. Jag måste förstå massan av det objekt jag påstår är ett svart hål, och vad dess Schwarzschild-radie är. Och eftersom massan bestämmer Schwarzschild-radien, behöver jag endast känna till en sak.
So, my job in convincing you that there is a black hole is to show that there is some object that's confined to within its Schwarzschild radius. And your job today is to be skeptical. Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole; I'm going to talk about supermassive black holes.
Så min uppgift att övertyga er om att det finns ett svart hål, är att visa att det finns något objekt som är begränsad inom sin Schwarzschild-radie. Och er uppgift idag är att vara skeptiska. Ok, så jag kommer inte prata om något vanligt svart hål; jag ska prata om supermassiva svarta hål.
So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is, as if there could be such a thing as an ordinary black hole. An ordinary black hole is thought to be the end state of a really massive star's life. So, if a star starts its life off with much more mass than the mass of the Sun, it's going to end its life by exploding and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here. And inside that supernova remnant is going to be a little black hole that has a mass roughly three times the mass of the Sun. On an astronomical scale that's a very small black hole.
Jag ville säga några ord om vad ett vanligt svart hål är, som om det kan finnas nåt sånt som ett vanligt svart hål. Ett vanligt svart hål tros vara sluttillståndet i en riktigt massiv stjärnas livscykel. Så om en stjärna börjar sin livscykel med mycket mer massa än vår egen sol, kommer den avsluta sitt liv genom att explodera och lämna bakom sig dessa vackra supernovakvarlevor som vi kan se här. Och i dessa supernovakvarlevor kommer det finnas ett litet svart hål som har en massa ungefär tre gånger så stor som solens. På en astronomisk skala är det ett väldigt litet svart hål.
Now, what I want to talk about are the supermassive black holes. And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies. And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope shows you that galaxies come in all shapes and sizes. There are big ones. There are little ones. Almost every object in that picture there is a galaxy. And there is a very nice spiral up in the upper left. And there are a hundred billion stars in that galaxy, just to give you a sense of scale. And all the light that we see from a typical galaxy, which is the kind of galaxies that we're seeing here, comes from the light from the stars. So, we see the galaxy because of the star light.
Vad jag vill prata om nu är de supermassiva svarta hålen. Och dessa supermassiva svarta hål tros befinna sig i galaxers centrum. Och detta vackra foto taget med Hubbleteleskopet visar er att det finns galaxer i alla dess former. Det finns stora galaxer. Det finns små galaxer. Nästan varenda objekt i den där bilden är en galax. Och det finns en väldigt fin spiral uppe till vänster. Och det finns hundra miljarder stjärnor i den galaxen, bara så att ni får en känsla för skalan. Och allt ljus vi ser från en typisk galax, vilket är den sortens galaxer vi ser här, kommer från stjärnornas ljus. Så vi ser galaxen tack vare dess stjärnljus.
Now, there are a few relatively exotic galaxies. I like to call these the prima donna of the galaxy world, because they are kind of show offs. And we call them active galactic nuclei. And we call them that because their nucleus, or their center, are very active. So, at the center there, that's actually where most of the starlight comes out from. And yet, what we actually see is light that can't be explained by the starlight. It's way more energetic. In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here. There are also jets emanating out from the center. Again, a source of energy that's very difficult to explain if you just think that galaxies are composed of stars.
Det finns ett fåtal relativt exotiska galaxer. Jag brukar kalla dessa galaxvärldens primadonnor, eftersom de på sätt och vis är posörer. Och vi kallar dessa aktiva galaxkärnor. Och vi kallar dem detta för att deras kärnor, eller deras centrum, är mycket aktiva. Så, där i centrum är faktiskt var det mesta av stjärnljuset kommer ifrån. Och trots det, det vi faktiskt ser är ljus som inte kan förklaras av stjärnljuset. Det har mycket mer energi än så. Om några exempel är det som de vi ser här. Det finns också jetstrålar som utgår från mitten. Återigen, en energikälla som är väldigt svår att förklara om man tror att galaxer endast består av stjärnor.
So, what people have thought is that perhaps there are supermassive black holes which matter is falling on to. So, you can't see the black hole itself, but you can convert the gravitational energy of the black hole into the light we see. So, there is the thought that maybe supermassive black holes exist at the center of galaxies. But it's a kind of indirect argument.
Så det folk har tänkt på är att det kanske finns supermassiva svarta hål som materia faller in i. Så man kan inte så svarta hålet i sig, men man kan omvandla det svarta hålets gravitationsenergi till ljus som vi kan se. Så det finns en tanke att det kanske finns supermassiva svarta hål i galaxernas centrum. Men detta är ett sorts indirekt argument.
Nonetheless, it's given rise to the notion that maybe it's not just these prima donnas that have these supermassive black holes, but rather all galaxies might harbor these supermassive black holes at their centers. And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy; what we see is the star light. And if there is a supermassive black hole, what we need to assume is that it's a black hole on a diet. Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see in active galactic nuclei.
I alla fall, det har inspirerat uppfattningen att det kanske inte är bara dessa primadonnor som har dessa supermassiva svarta hål, utan att alla galaxer kanske hyser dessa supermassiva svarta hål i sina centrum. Och om detta är fallet -- Och det här är ett exempel på en vanlig galax; då är det vi ser stjärnljus. Och om det finns ett supermassivt svart hål, måste vi anta att detta är ett svart hål som bantar. Eftersom det är så man kan stävja de energifenomen som vi ser i aktiva galaxkärnor.
If we're going to look for these stealth black holes at the center of galaxies, the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way. And this is a wide field picture taken of the center of the Milky Way. And what we see is a line of stars. And that is because we live in a galaxy which has a flattened, disk-like structure. And we live in the middle of it, so when we look towards the center, we see this plane which defines the plane of the galaxy, or line that defines the plane of the galaxy.
Om vi ska leta efter dessa dolda svarta hål i galaxernas mittpunkt, är det bästa stället att leta på vår egen galax, Vintergatan. Och detta är en vidvinkelbild tagen av Vintergatans centrum. Och det vi ser är en linje av stjärnor. Och detta för att vi lever i en galax som har en tillplattad, diskliknande struktur. Och vi lever mitt i denna, så när vi tittar in mot centret, ser vi detta plan som definierar galaxens plan, eller linjen som definierar galaxens plan.
Now, the advantage of studying our own galaxy is it's simply the closest example of the center of a galaxy that we're ever going to have, because the next closest galaxy is 100 times further away. So, we can see far more detail in our galaxy than anyplace else. And as you'll see in a moment, the ability to see detail is key to this experiment.
Fördelen med att studera vår egen galax är att det helt enkelt är det närmaste exemplet av en galax mittpunkt som vi någonsin kommer att ha, eftersom den näst närmaste galaxen är 100 gånger längre bort. Så vi kan se mycket mer detaljerat i vår egen galax än någon annanstans. Och som ni snart kommer se, möjligheten att se detaljerat är centralt för detta experiment.
So, how do astronomers prove that there is a lot of mass inside a small volume? Which is the job that I have to show you today. And the tool that we use is to watch the way stars orbit the black hole. Stars will orbit the black hole in the very same way that planets orbit the sun. It's the gravitational pull that makes these things orbit. If there were no massive objects these things would go flying off, or at least go at a much slower rate because all that determines how they go around is how much mass is inside its orbit.
Så hur bevisar astronomer att det finns en stor mängd massa i ett litet omfång? Detta är uppgiften jag har att visa för er idag. Och verktyget vi använder för att observera detta är det sätt stjärnor kretsar runt ett svart hål. Stjärnor kommer kretsa runt det svarta hålet på samma sätt som planeter kretsar runt solen. Det är gravitationskraften som får dessa saker i omloppsbana. Om det inte fanns några massiva objekt skulle dessa saker flyga iväg, eller i varje fall färdas mycket långsammare eftersom det enda som bestämmer hur de åker runt är hur mycket massa som finns inuti deras omloppsbana.
So, this is great, because remember my job is to show there is a lot of mass inside a small volume. So, if I know how fast it goes around, I know the mass. And if I know the scale of the orbit I know the radius. So, I want to see the stars that are as close to the center of the galaxy as possible. Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible. So, this means that I want to see a lot of detail. And that's the reason that for this experiment we've used the world's largest telescope.
Så det här är fantastiskt, för kom ihåg att mitt jobb är att visa att det finns en stor mängd massa inuti detta lilla omfång. Så om jag vet hur snabbt denna åker runt, så vet jag massan. Och om jag vet skalan på omloppsbanan vet jag radien. Så, jag vill se stjärnorna som är så nära galaxens mittpunkt som möjligt. Därför att jag vill visa att det finns en massa i ett så litet område som möjligt. Så det innebär att jag vill se en massa detaljer. Och det är anledningen till att vi för detta experiment har använt världens största teleskop.
This is the Keck observatory. It hosts two telescopes with a mirror 10 meters, which is roughly the diameter of a tennis court. Now, this is wonderful, because the campaign promise of large telescopes is that is that the bigger the telescope, the smaller the detail that we can see. But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise. And that is because of the atmosphere. Atmosphere is great for us; it allows us to survive here on Earth. But it's relatively challenging for astronomers who want to look through the atmosphere to astronomical sources.
Det här är Keckobservatoriet. Det består av två teleskop som var och ett har en diameter på 10 meter, vilket är ungefär en tennisbanas längd. Detta är underbart eftersom kampanjlöftet hos stora teleskop är att ju större teleskopet är, desto mer detaljer kan vi se. Men det visar sig att dessa teleskop, eller alla teleskop på marken har haft det lite svårt att leva upp till sina löften. Och detta på grund av atmosfären. Atmosfär är jättebra för oss; det tillåter oss att överleva här på jorden. Men det är ganska svårt för astronomer som vill titta genom atmosfären på astronomiska källor.
So, to give you a sense of what this is like, it's actually like looking at a pebble at the bottom of a stream. Looking at the pebble on the bottom of the stream, the stream is continuously moving and turbulent, and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream. Very much in the same way, it's very difficult to see astronomical sources, because of the atmosphere that's continuously moving by.
För att ge er en känsla av hur det är, är det lite som att titta på en sten på botten av en ström. När man tittar på stenen på strömmens botten, där strömmen konstant rör sig och är turbulent, blir det mycket svårt att se stenen på strömmens botten. Väldigt mycket på samma sätt som det är väldigt svårt att se astronomiska källor, eftersom atmosfären konstant åker förbi.
So, I've spent a lot of my career working on ways to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view. And that buys us about a factor of 20. And I think all of you can agree that if you can figure out how to improve life by a factor of 20, you've probably improved your lifestyle by a lot, say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.
Jag har spenderat en stor del av min karriär för att hitta sätt som kan korrigera för atmosfären, för att ge oss en bättre bild. Och detta ger oss en förbättring på ungefär faktor 20. Och jag tror att ni kan alla hålla med om att kan man lista ut hur man kan förbättra livet med en faktor 20 så har man förbättrat sin livsstil en hel del, exempelvis sin lön, det skulle märkas, eller ens ungar, det skulle också märkas.
And this animation here shows you one example of the techniques that we use, called adaptive optics. You're seeing an animation that goes between an example of what you would see if you don't use this technique -- in other words, just a picture that shows the stars -- and the box is centered on the center of the galaxy, where we think the black hole is. So, without this technology you can't see the stars. With this technology all of a sudden you can see it. This technology works by introducing a mirror into the telescope optics system that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you. So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.
Och den här animation visar er ett exempel på den teknik vi använder, som kallas anpassad optik. Det ni ser är en animation som skiftar mellan ett exempel på vad man ser om man inte använder denna teknik, med andra ord, bara en bild som visar stjärnorna, och boxen är centrerad på galaxens centrum där vi tror det svarta hålet finns. Så utan denna teknologi kan man inte se stjärnorna. Med denna teknologi så kan man helt plötsligt se dem. Denna teknologi använder sig av en spegel inne i teleskopets optiska system som kontinuerligt ändrar sig för att motverka atmosfärens effekt. Det är på sätt och vis som ett par väldigt fina glasögon för ditt teleskop.
Now, in the next few slides I'm just going to focus on that little square there. So, we're only going to look at the stars inside that small square, although we've looked at all of them. So, I want to see how these things have moved. And over the course of this experiment, these stars have moved a tremendous amount. So, we've been doing this experiment for 15 years, and we see the stars go all the way around.
I de kommande bilderna ska jag enbart fokusera på den lilla kvadraten där. Så vi kommer enbart titta på stjärnorna inuti den lilla kvadraten, även om vi tittat på allihopa. Jag vill se hur dessa har förflyttat sig. Och under experimentet har dessa stjärnor flyttat sig oerhört mycket. Vi har hållit på med detta experiment under 15 år, och vi ser stjärnorna gå hela vägen runt.
Now, most astronomers have a favorite star, and mine today is a star that's labeled up there, SO-2. Absolutely my favorite star in the world. And that's because it goes around in only 15 years. And to give you a sense of how short that is, the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy. Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy as possible, take 500 years. And this one, this one goes around in a human lifetime. That's kind of profound, in a way.
De flesta astronomerna har en favoritstjärna, och just nu är min stjärnan som är markerad där uppe, SO-2. Min absoluta favoritstjärna i hela världen. Och det är för att dess omloppstid endast är 15 år. Och för att ge er en känsla av hur kort tid det är, tar det solen 200 miljoner år att rotera kring galaxens centrum. Stjärnor som vi kände till innan, som var så nära galaxens mittpunkt som möjligt, tog det 500 år för. Och denna, den går runt under en mänsklig livstid. Det är rätt så speciellt, på sätt och vis.
But it's the key to this experiment. The orbit tells me how much mass is inside a very small radius. So, next we see a picture here that shows you before this experiment the size to which we could confine the mass of the center of the galaxy. What we knew before is that there was four million times the mass of the sun inside that circle. And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle. You can see a lot of stars. So, there was actually lots of alternatives to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy, because you could put a lot of stuff in there.
Men det är nyckeln ditt detta experiment. Omloppsbanan berättar för mig hur mycket massa som finns inuti en väldigt liten radie. Härnäst ser vi en bild som berättar för oss storleken som vi innan experimentet kunde innesluta massan i galaxens centrum. Det vi visste innan var att det var fyra miljoner gånger solens massa inuti den cirkeln. Och som ni kan se fanns det mycket annat inuti den cirkeln. Ni kan se en massa stjärnor. Så det fanns många andra alternativ till teorin om att det fanns ett supermassivt svart hål i galaxens centrum, eftersom man kunde lägga en massa andra saker däri.
But with this experiment, we've confined that same mass to a much smaller volume that's 10,000 times smaller. And because of that, we've been able to show that there is a supermassive black hole there. To give you a sense of how small that size is, that's the size of our solar system. So, we're cramming four million times the mass of the sun into that small volume.
Men med detta experiment har vi begränsat samma massa till en mycket mindre volym som är ungefär tiotusen gånger mindre. Och tack vare detta har vi kunnat visa att det finns ett supermassivt svart hål där. För att ge er en känsla av hur liten storleken är, är det lika stort som vårt solsystem. Så vi trycker ihop fyra miljoner gånger solens massa in i den lilla volymen.
Now, truth in advertising. Right? I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius. And the truth is, I'm not quite there. But we actually have no alternative today to explaining this concentration of mass. And, in fact, it's the best evidence we have to date for not only existence of a supermassive black hole at the center of our own galaxy, but any in our universe. So, what next? I actually think this is about as good as we're going to do with today's technology, so let's move on with the problem.
Nu, sanning i reklam. Eller hur? Jag har berättat för er att mitt jobb är att få ner detta till Schwarzchild-radien. Och sanningen är, jag har inte nått dit än. Men just nu har vi faktiskt inget annat alternativ till att förklara denna koncentration av massa. Och, faktum är att det är det bästa bevis vi hittills har inte enbart för existensen av ett supermassivt svart hål i vår egen galax mittpunkt, men i vilken som helst i vårt universum. Så vad är nästa steg? Jag tror faktiskt att det är så långt vi kan komma med dagens teknologi, så låt oss gå vidare med problemet.
So, what I want to tell you, very briefly, is a few examples of the excitement of what we can do today at the center of the galaxy, now that we know that there is, or at least we believe, that there is a supermassive black hole there. And the fun phase of this experiment is, while we've tested some of our ideas about the consequences of a supermassive black hole being at the center of our galaxy, almost every single one has been inconsistent with what we actually see. And that's the fun.
Så, det jag vill berätta för er, väldigt kort är några exempel på de spännande sakerna vi kan göra just nu i galaxens centrum, nu när vi vet vad som finns där, eller åtminstone vad vi tror, att det finns ett supermassivt svart hål där. Och det roliga stadiet av detta experiment är att när vi testar några av våra idéer om konsekvenserna av ett supermassivt svart hål i vår galax mittpunkt, har nästan varenda en varit inkonsistent med det som vi faktiskt ser. Och det är det som är det roliga.
So, let me give you the two examples. You can ask, "What do you expect for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole." What you expect there is that old stars should be very clustered around the black hole. You should see a lot of old stars next to that black hole.
Låt mig ge er två exempel. Ni kan fråga, "Vad förväntar ni er av de gamla stjärnorna, stjärnor som har varit runt galaxens centrum under en lång tid, de har haft gott om tid att interagera med det svarta hålet." Vad man förväntar sig är att gamla stjärnor borde vara väldigt samlade kring det svarta hålet. Man borde se en massa gamla stjärnor precis bredvid det svarta hålet.
Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars, they just should not be there. A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery. To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse. And it's a very fragile entity. And what does the big black hole do? It strips that gas cloud apart. It pulls much stronger on one side than the other and the cloud is stripped apart. In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.
Likaledes, för de unga stjärnorna, eller i motsats till, de unga stjärnorna ska helt enkelt inte vara där. Ett svart hål är ingen snäll granne för en galaktisk barnkammare. För att få en stjärna att formas, behöver man få ett stort moln av gas och damm att kollapsa. Och det är en väldigt ömtålig entitet. Och vad gör det svarta hålet? Det sliter gasmolnet itu. Det drar mycket starkare på ena sidan än den andra och molnet slits itu. Faktum är att vi förutsåg att denna stjärnformation inte skulle kunna existera i den miljön.
So, you shouldn't see young stars. So, what do we see? Using observations that are not the ones I've shown you today, we can actually figure out which ones are old and which ones are young. The old ones are red. The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet. So, you can already see the surprise. There is a dearth of old stars. There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.
Så vi borde inte se några unga stjärnor. Så vad ser vi? Genom observationer som inte är de jag visat er idag, kan vi faktiskt lista ut vilka stjärnor som är gamla och vilka som är unga. De gamla är röda. De unga är blå. Och de gula, vet vi inte ännu. Så ni kan redan se överraskningen. Det är en brist på gamla stjärnor. Det finns ett överflöd av unga stjärnor, så det är den exakta motsatsen av förutsägelsen.
So, this is the fun part. And in fact, today, this is what we're trying to figure out, this mystery of how do you get -- how do you resolve this contradiction. So, in fact, my graduate students are, at this very moment, today, at the telescope, in Hawaii, making observations to get us hopefully to the next stage, where we can address this question of why are there so many young stars, and so few old stars. To make further progress we really need to look at the orbits of stars that are much further away. To do that we'll probably need much more sophisticated technology than we have today.
Så detta är den roliga biten. Och faktum är att det är detta vi försöker lista ut just nu, detta mysterium av hur man får -- hur man löser denna motsägelse. Så mina doktorander är, just nu, idag, vid teleskopet, i Hawaii, och gör observationer för att få oss förhoppningsvis till nästa steg, där vi kan bemöta denna fråga om varför det finns så många unga stjärnor, och så få gamla stjärnor. För att fortsätta vidare måste vi titta noggrannare på omloppsbanorna hos stjärnor som är mycket längre bort. För att göra detta behöver vi troligen mycket mer sofistikerad teknologi än den vi har idag.
Because, in truth, while I said we're correcting for the Earth's atmosphere, we actually only correct for half the errors that are introduced. We do this by shooting a laser up into the atmosphere, and what we think we can do is if we shine a few more that we can correct the rest. So this is what we hope to do in the next few years. And on a much longer time scale, what we hope to do is build even larger telescopes, because, remember, bigger is better in astronomy.
Eftersom, ärligt talat, då jag sa att vi korrigerar för jordens atmosfär, korrigerar vi faktiskt endast för hälften av de fel som introduceras. Vi gör detta genom att skjuta upp en laser in i atmosfären, och det vi tror vi kan göra är att om vi skjuter upp några till så korrigerar vi resten. Så det är det vi hoppas kunna göra de kommande åren. Och på en mycket längre tidsskala, hoppas vi kunna bygga ännu större teleskop, eftersom, kom ihåg, större är bättre i astronomi.
So, we want to build a 30 meter telescope. And with this telescope we should be able to see stars that are even closer to the center of the galaxy. And we hope to be able to test some of Einstein's theories of general relativity, some ideas in cosmology about how galaxies form. So, we think the future of this experiment is quite exciting.
Så vi vill bygga ett teleskop med 30 meters diameter. Och med detta teleskop borde vi kunna se stjärnor som är ännu närmare galaxens centrum. Och vi hoppas kunna testa några av Einsteins teorier om allmän relativitet, några idéer i kosmologi om hur galaxer bildas. Så vi tror att framtiden för detta experiment är rätt så spännande.
So, in conclusion, I'm going to show you an animation that basically shows you how these orbits have been moving, in three dimensions. And I hope, if nothing else, I've convinced you that, one, we do in fact have a supermassive black hole at the center of the galaxy. And this means that these things do exist in our universe, and we have to contend with this, we have to explain how you can get these objects in our physical world.
Så, avslutningsvis ska jag visa er en animation som i princip visar er hur dessa omloppsbanor rör sig, i tre dimensioner. Och jag hoppas, om inget annat, att jag övertygat er om att, ett, vi faktiskt har ett supermassivt hål i galaxens centrum. Och det innebär att dessa saker existerar i universum, och vi måste argumentera för detta, vi måste förklara hur man kan få dessa objekt i vår fysiska värld.
Second, we've been able to look at that interaction of how supermassive black holes interact, and understand, maybe, the role in which they play in shaping what galaxies are, and how they work.
För det andra, vi har lyckats observera den interaktion om hur supermassiva svarta hål interagerar, och förstå, kanske, den roll de spelar i att forma vad galaxer är, och hur de fungerar.
And last but not least, none of this would have happened without the advent of the tremendous progress that's been made on the technology front. And we think that this is a field that is moving incredibly fast, and holds a lot in store for the future. Thanks very much. (Applause)
Och sist men inte minst, inget av detta hade skett utan kommandet av de fantastiska framsteg som gjorts på den teknologiska framkanten. Och vi tror att detta är ett fält som gör sig otroligt snabbt, och har mycket potential för framtiden. Tack så mycket. (Applåder)