I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Ik ben echt blij hier te zijn. Ik ben blij dat jullie er zijn, want dat zou een beetje raar zijn. Ik ben blij dat we allemaal hier zijn. En met 'hier' bedoel ik niet hier. Of hier. Maar hier. Ik bedoel Aarde. En met 'we' bedoel ik niet wij hier in deze zaal, maar het leven, al het leven op aarde --
(Laughter)
(Gelach)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
van complex tot eencellig, van schimmels tot paddestoelen tot vliegende beren.
(Laughter)
(Gelach)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Het interessante is dat Aarde de enige plek is waarvan we weten dat er leven is -- 8,7 miljoen soorten. We keken elders, misschien niet zo goed als we hadden gekund, maar we keken en vonden er geen. Aarde is de enige plaats waarvan we weten dat er leven is. Is Aarde speciaal? Op die vraag wilde ik als klein kind al het antwoord kennen en ik vermoed dat 80 procent van jullie hetzelfde dacht en dat ook wilde. Om te begrijpen of er planeten zijn -- in ons zonnestelsel of erbuiten -- die leven kunnen ondersteunen, is de eerste stap begrijpen wat het leven hier vereist.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
Het blijkt dat van die 8,7 miljoen soorten, het leven slechts drie dingen nodig heeft. Aan de ene kant heeft alle leven op Aarde energie nodig. Complexe levensvormen zoals wij halen onze energie uit de zon, maar onderaards leven kan zijn energie betrekken uit dingen als chemische reacties. Een aantal verschillende energiebronnen vind je op alle planeten. Aan de andere kant heeft alle leven voedsel nodig. Dit lijkt een hele opgave, vooral als je een sappige tomaat wil.
(Laughter)
(Gelach)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
In feite ontleent al het leven op aarde zijn voeding aan slechts zes chemische elementen, en deze elementen vind je op elk planetair lichaam in ons zonnestelsel. Blijft nog over dat ding daar in het midden, het ding dat het moeilijkst te bekomen is. Niet elanden, maar water.
(Laughter)
(Gelach)
Although moose would be pretty cool.
Hoewel elanden wel cool zou zijn.
(Laughter)
(Gelach)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
En geen bevroren water, geen water in gasvormige toestand, maar vloeibaar water. Dat heeft het leven nodig om in stand te blijven, elk leven. En vele planeten in ons zonnestelsel hebben geen vloeibaar water, en daarom zoeken we daar niet. Andere planeten in ons zonnestelsel zouden veel vloeibaar water hebben, zelfs meer dan Aarde, maar daar zit het gevangen onder een ijzige korst en is dus moeilijk te bereiken. Het is zelfs moeilijk om uit te vinden of er daar überhaupt leven is.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Dat laat maar een paar kandidaten over. Laten we het ons dus wat makkelijker maken. We zoeken alleen naar vloeibaar water op het oppervlak van een planeet. Er zijn slechts drie lichamen in ons zonnestelsel die in aanmerking komen voor vloeibaar oppervlaktewater en op volgorde van afstand tot de zon zijn het: Venus, Aarde en Mars. Voor vloeibaar water heb je een atmosfeer nodig. Je moet heel voorzichtig zijn met die atmosfeer. De atmosfeer mag niet te veel, te dik of te warm zijn, want dan word je uiteindelijk te warm, zoals Venus, en kun je geen vloeibaar water hebben. Maar als je te weinig atmosfeer hebt en hij te dun en te koud is, krijg je uiteindelijk Mars, te koud. Dus Venus is te heet, Mars te koud en Aarde is precies goed. Kijk naar deze beelden achter me en je ziet direct waar in ons zonnestelsel leven kan overleven. Het is een Goudlokje-type probleem, zo eenvoudig dat een kind het zou kunnen begrijpen.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Alhoewel... Ik wil jullie aan twee dingen herinneren over het Goudlokje-verhaal waar we niet zo vaak aan denken, maar waarvan ik denk dat ze hier echt relevant zijn. Nummer een: als de kom van Mama Beer te koud is wanneer Goudlokje binnenkomt, wil dat dan zeggen dat ze altijd te koud is geweest? Of zou ze misschien op een ander moment juist goed zijn geweest? Het moment dat Goudlokje binnenkomt, is bepalend voor het antwoord dat we krijgen in het verhaal. Hetzelfde geldt voor planeten. Het zijn geen statische dingen. Ze veranderen. Ze variëren. Ze evolueren. En atmosferen doen hetzelfde. Ik geef een voorbeeld.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Hier is een van mijn favoriete foto's van Mars. Niet de hoogste beeldresolutie, niet het meest sexy beeld en niet de meest recente foto, maar het toont rivierbeddingen uitgesneden in het oppervlak van de planeet. Rivierbeddingen uitgekerfd door stromend vloeibaar water, rivierbeddingen waarvoor honderden, duizenden of tienduizenden jaren nodig zijn om ze te vormen. Dat kan nu niet meer op Mars. De atmosfeer van Mars is vandaag te ijl en te koud om vloeibaar water te hebben. Deze afbeelding laat zien dat de atmosfeer van Mars veranderde, en wel heel erg veranderde. Hij veranderde van een toestand die wij als bewoonbaar zouden definiëren, omdat de drie vereisten voor leven lang geleden aanwezig waren. Waar is die atmosfeer gebleven die vloeibaar water aan de oppervlakte mogelijk maakte?
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Mogelijk verdween hij naar de ruimte. Atmosferische deeltjes kregen genoeg energie om te ontsnappen aan de zwaartekracht van de planeet, ontsnapten naar de ruimte om nooit meer terug te keren. Dit gebeurt met alle lichamen met atmosferen. Kometen hebben staarten, zeer zichtbare herinneringen van ontsnappende atmosfeer. Maar Venus heeft ook een atmosfeer die geleidelijk ontsnapt en Mars en Aarde ook. Het is gewoon een kwestie van mate en van schaal. We willen dus graag weten hoeveel er ontsnapte in de loop van de tijd
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
teneinde deze overgang te kunnen verklaren. Hoe krijgen atmosferen hun energie om te ontsnappen? Hoe krijgen deeltjes genoeg energie om te ontsnappen? Kort gezegd: op twee manieren. Nummer één: zonlicht. Licht van de zon wordt opgenomen door atmosferische deeltjes, wat die deeltjes opwarmt. Ja, ik dans, maar ze --
(Laughter)
(Gelach)
Oh my God, not even at my wedding.
Oh mijn God, zelfs niet op mijn bruiloft.
(Laughter)
(Gelach)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Ze krijgen genoeg energie om te ontsnappen aan de zwaartekracht van de planeet, simpelweg door op te warmen. Een tweede manier om energie te krijgen, is door de zonnewind. Dat zijn deeltjes, massa, materiaal, uitgestoten door de zon, ze scheuren door het zonnestelsel met 400 kilometer per seconde en soms nog sneller tijdens zonnestormen. Ze suizen door de interplanetaire ruimte naar planeten en hun atmosferen, en kunnen energie overdragen aan atmosferische deeltjes om ook te ontsnappen.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
Dit is iets dat mij interesseert, omdat het betrekking heeft op bewoonbaarheid. Ik zei dat er twee dingen waren uit het Goudlokjeverhaal waar ik jullie aan wilde herinneren. Het tweede is een beetje subtieler. Als de kom van Papa Beer te warm is en die van Mama Beer te koud, zou dan de kom van Baby Beer zelfs niet nog kouder moeten zijn als we de trend volgen? Je hebt dit je hele leven al geaccepteerd, maar als je er een beetje over nadenkt, is het misschien niet zo eenvoudig. Natuurlijk bepaalt de afstand van een planeet tot de zon de temperatuur. Dit moet een rol spelen voor de bewoonbaarheid. Maar misschien zijn er andere dingen waaraan we moeten denken. Misschien aan de kommen zelf die ook een rol spelen in de afloop van het verhaal, over wat precies goed is.
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Ik zou het kunnen hebben over de kenmerken van deze drie planeten die de bewoonbaarheid kunnen beïnvloeden, maar om egoïstische redenen die verband houden met mijn eigen onderzoek en het feit dat ik hier de klikker vastheb en jullie niet --
(Laughter)
(Gelach)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
wil ik graag nog wat zeggen over magnetische velden. De aarde heeft er een, maar Venus en Mars niet. Magnetische velden worden opgewekt in het diepe inwendige van een planeet door ronddraaiend, elektrisch geleidend, vloeibaar materiaal wat dit grote oude magnetische veld rondom de aarde veroorzaakt. Als je een kompas hebt, weet je waar het noorden is. Venus en Mars hebben dat niet. Met een een kompas op Venus en Mars, gefeliciteerd, loop je verloren.
(Laughter)
(Gelach)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Beïnvloedt dit de bewoonbaarheid? Nou, hoe dan? Veel wetenschappers denken dat een magnetisch veld dient als schild voor de atmosfeer, door zonnewinddeeltjes rond de planeet af te buigen met een soort krachtveldeffect dat te maken heeft met de elektrische lading van de deeltjes. Ik vind het net de niesbescherming van een saladebar, maar dan voor planeten.
(Laughter)
(Gelach)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
Mijn collega's zullen zich later realiseren dat dit de eerste keer in de geschiedenis van onze gemeenschap is dat zonnewind vergeleken werd met neusslijm.
(Laughter)
(Gelach)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Oké, het effect is dat Aarde al miljarden jaren kan zijn beschermd, omdat we een magnetisch veld hebben. De atmosfeer is niet kunnen ontsnappen. Mars is daarentegen onbeschermd door het ontbreken van het magnetisch veld en na miljarden jaren is misschien genoeg atmosfeer weggelekt om te kunnen verklaren waarom een bewoonbare planeet de planeet werd die we vandaag zien.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Andere wetenschappers denken dat magnetische velden meer werken als de zeilen op een schip, waardoor de planeet met meer energie uit de zonnewind kan interageren dan de planeet in staat zou zijn geweest om dat op zichzelf te doen. De zeilen kunnen energie verzamelen uit de zonnewind. Het magnetisch veld kan energie halen uit de zonnewind wat het mogelijk maakt dat nog meer atmosfeer gaat ontsnappen. Het is een idee dat getest moet worden, maar het effect en hoe het werkt, lijkt duidelijk. Dat is omdat we weten dat energie van de zonnewind binnenkomt in onze atmosfeer hier op Aarde. Die energie wordt langs magnetische veldlijnen naar de poolgebieden geleid, wat een ongelooflijk mooie aurora oplevert. Als je ze ooit heb meegemaakt, het is prachtig. We weten dat de energie binnenkomt. We proberen te meten hoeveel deeltjes eruit gaan en of het magnetisch veld dat op enigerlei wijze beïnvloedt.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Ik legde jullie dus een probleem voor, maar heb er nog geen oplossing voor. Wij hebben geen oplossing. Maar we werken eraan. Hoe zijn we er mee bezig? We stuurden ruimtevaartuigen naar alle drie planeten. Sommige draaien er nu rond, waaronder het MAVEN-ruimtevaartuig, momenteel in een baan om Mars. Ik ben erbij betrokken en het wordt van hieruit geleid, vanuit de Universiteit van Colorado. Het meet het ontsnappen van de atmosfeer. We doen soortgelijke metingen voor Venus en Aarde. Zodra we al onze metingen hebben, kunnen we ze met elkaar combineren en begrijpen hoe die drie planeten interageren met hun ruimteomgeving, met hun 'milieu', en beslissen of magnetische velden belangrijk zijn voor bewoonbaarheid of niet.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
Als we dat weten, wat heb je er dan aan? Ik bedoel, ik geef er veel om ... Ook wel financieel, maar ook gewoon veel.
(Laughter)
(Gelach)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
In de eerste plaats zal een antwoord op deze vraag ons meer leren over de drie planeten, Venus, Aarde en Mars. Over de manier waarop ze nu interageren met hun omgeving, maar ook hoe dat miljarden jaren geleden was, of ze lang geleden al dan niet bewoonbaar waren. Het zal ons leren over de ons omringende atmosferen. Maar ook kan deze kennis worden toegepast op alle atmosferen, met inbegrip van de planeten die we nu waarnemen rond andere sterren. Het Kepler-ruimtevaartuig, dat hier in Boulder is gebouwd en van hieruit bediend wordt, bekijkt een gebied aan de hemel zo groot als een postzegel, nu al een paar jaar. Het heeft al duizenden planeten gevonden -- in een gebied aan de hemel zo groot als een postzegel dat representatief is voor eender welk deel van de hemel.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
20 jaar geleden kenden we nul planeten buiten ons zonnestelsel en nu kennen we er zoveel dat we niet weten welke eerst te onderzoeken. Elke clou is welkom. Gebaseerd op de waarnemingen van Kepler en soortgelijke waarnemingen, geloven wij nu dat van de 200 miljard sterren in de Melkweg alleen, gemiddeld elke ster ten minste één planeet heeft. De schattingen suggereren ook nog eens dat er ergens tussen de 40 miljard en 100 miljard planeten zijn die wij als bewoonbaar zouden definiëren, in onze Melkweg alleen al.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
We hebben waarnemingen van die planeten, maar we weten gewoon nog niet welke bewoonbaar zijn. Het is een beetje alsof je gevangen zit in een rode vlek --
(Laughter)
(Gelach)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
op een podium en wetende dat er die andere werelden zijn, wil je wanhopig meer over hen weten, hen testen en erachter komen of misschien één of twee ervan een beetje zijn zoals jij. Je kunt dat niet. Je kunt er niet heen, nog niet. En daarom moet je de tools gebruiken die je hebt ontwikkeld voor Venus, Aarde en Mars en moet je ze toepassen op die andere situaties en maar hopen redelijke gevolgtrekkingen te kunnen maken uit die gegevens, zodat je zult kunnen bepalen welke planeten de beste kandidaten zijn voor bewoonbaarheid en welke niet.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Uiteindelijk en in ieder geval voorlopig is dit onze rode vlek, hier. Dit is de enige bewoonbare planeet die we kennen, hoewel we er zeer binnenkort meer kunnen kennen. Maar tot nu toe is dit de enige bewoonbare planeet en onze rode vlek. Ik ben echt blij dat we hier zijn.
Thanks.
Bedankt.
(Applause)
(Applaus)