When I was a kid, I was afraid of the dark. The darkness is where the monsters are. And I had this little night light outside of my bedroom so that it would never get too dark. But over time, my fear of the dark turned to curiosity. What is out there in the "dark-dark?" And it turns out that trying to understand the darkness is something that's fascinated humans for thousands of years, maybe forever. And we know this because we find their ancient relics of their attempts to map the sky.
Da bambina avevo paura del buio. Perché nel buio ci sono i mostri. E avevo una lucina accesa fuori dalla mia camera in modo che non fosse mai completamente buio. Ma col tempo, la mia paura del buio divenne curiosità. Cosa c'è là fuori nel buio più buio? E ho scoperto che comprendere l'oscurità è qualcosa che affascina gli uomini da migliaia di anni, forse da sempre. E lo sappiamo perché troviamo reperti dei loro tentativi di mappare il cielo.
This tusk is over 30,000 years old. Some people think that it's a carving of Orion or maybe a calendar. We don't know. The Fuxi star map is over 6,000 years old, and it's from a neolithic tomb in ancient China. And that little pile of clamshells underneath the dead guy's foot in the middle -- that's supposed to be the Big Dipper. Maybe. The Nebra disk is uncontroversial. You don't have to be an astronomer to know that you're looking at the Moon phases or the Sun in eclipse. And that little group of seven stars, that's the Pleiades, the Seven Sisters.
Questa zanna ha più di 30.000 anni. Alcuni credono sia un'incisione di Orione o forse un calendario. Non lo sappiamo. La mappa del cielo di Fuxi ha più di 6.0000 anni, e viene da una tomba neolitica dell'antica Cina. E questo mucchietto di conchiglie sotto il piede di quest'uomo, qui nel mezzo, si crede sia il Gran Carro. Forse. Il disco di Nebra è incontestabile. Non serve essere astronomi per capire che si è di fronte alle fasi lunari o all'eclissi solare. E quel gruppetto di sette stelle sono le Pleiadi, le Sette Sorelle.
But in any case, the point is clear: astronomers have been mapping the sky for a long time. Why? It's our calling card as a species in the galaxy to figure things out. We know our planet, we cure our diseases, we cook our food, we leave our planet. But it's not easy. Understanding the universe is battle. It is unrelenting, it is time-varying, and it is one we are all in together. It is a battle in the darkness against the darkness. Which is why Orion has weapons. In any case, if you're going to engage in this battle, you need to know the battlefield.
Ad ogni modo, il punto è chiaro: gli astronomi mappano il cielo da moltissimo tempo. Perché? È il nostro tratto distintivo di abitanti della galassia capire ciò che ci circonda. Conosciamo il nostro pianeta, curiamo le nostre malattie, cuciniamo il nostro cibo e lasciamo il nostro pianeta. Ma non è facile. Comprendere l'universo è una battaglia. È inarrestabile, mutevole col tempo, e vi siamo tutti coinvolti. È una battaglia nel buio contro il buio. Ed è per questo che Orione è armato. Ad ogni modo, per combattere questa guerra bisogna conoscere il campo di battaglia.
So at its core, mapping the sky involves three essential elements. You've got objects that are giving off light, you've got telescopes that are collecting that light, and you've got instruments that are helping you understand what that light is. Many of you have mapped the Moon phases over time with your eyes, your eyes being your more basic telescope. And you've understood what that means with your brains, your brains being one of your more basic instruments. Now, if you and a buddy get together, you would spend over 30 years, you would map 1,000 stars extremely precisely. You would move the front line to the battle. And that's what Tycho Brahe and his buddy, or his assistant, really, Johannes Kepler did back in the 1600s. And they moved the line, figured out how planets worked, how they moved around the Sun.
Fondamentalmente, la mappatura del cielo include tre elementi essenziali. Abbiamo oggetti che emettono luce, abbiamo telescopi che catturano quella luce, abbiamo strumenti che ci aiutano a comprendere cosa sia quella luce. Nel tempo, molti di voi hanno mappato le fasi lunari usando i propri occhi: il più semplice dei telescopi. E avete interpretato il significato attraverso il cervello, essendo il cervello il più semplice degli strumenti. Se voi e un vostro amico vi unite, impiegherete oltre 30 anni a mappare 1.000 stelle in modo preciso. Sareste in prima linea. Ed è quello che Tycho Brahe e il suo amico, anzi, assistente, Giovanni Keplero hanno fatto nel lontano XVII secolo. E hanno superato quella linea, capendo come funzionano i pianeti e come orbitano attorno al Sole.
But it wasn't until about 100 years ago that we realized it's a big universe. It seems like the universe is just infinite, which it is, but the observable universe is finite. Which means we can win the battle. But if you're going to map the universe, you're not going to do it with one or two of your besties. Mapping the universe takes an army, an army of curious, creative, craftspeople who, working together, can accomplish the extraordinary. I lead this army of creatives, in the fifth generation of the Sloan Digital Sky Survey, SDSS. And this is how astronomers have managed to shepherd individual curiosity through its industrial age, preserving the individual ability to make discoveries but putting into place mega machinery to truly advance the frontier.
Ma è solo 100 anni fa che ci siamo accorti di quanto sia grande l'universo. Pare che l'universo sia infinito, e lo è, ma l'universo osservabile è finito. E questo significa che possiamo vincere la battaglia. Ma se volete mappare l'universo, non potete farlo con solo un paio di amici. Per mappare l'universo ci vuole un esercito, un'armata di persone curiose, creative e artigiani che, lavorando insieme, riescono a fare cose straordinarie. Io sono al comando di questa armata di creativi, nella quinta generazione dello Sloan Digital Sky Survey, SDSS. Ed è così che gli astronomi hanno guidato la curiosità individuale attraverso l'età industriale, proteggendo la capacità individuale di fare scoperte e mettendo in campo mega-macchine per far avanzare davvero la ricerca.
In SDSS, we divide the sky into three mappers: one for the stars, one for the black holes and one for the galaxies. My survey has two hemispheres, five telescopes, or 11, depending on how you count, 10 spectrographs and millions of objects. It's a monster. So let's go through the mappers.
All'SDSS abbiamo diviso il cielo in tre mappatori: uno per le stelle, uno per i buchi neri e uno per le galassie. Il mio studio ha due emisferi, cinque telescopi, o 11, a seconda di come li si conta, 10 spettrografi e milioni di oggetti. Gigantesco. Per cui vediamo i mappatori.
The Milky Way galaxy has 250 billion plus or minus a few hundred billion stars. That is not a number that you hold in your head. That is a number that doesn't make practical sense to pretty much anybody. You never get 250 billion jelly beans in your hand. You know? We're nowhere near mapping all of those stars yet. So we have to choose the most interesting ones. In SDSS-V, we're mapping six million stars where we think we can measure their age. Because if you can measure the age of a star, that's like having six million clocks spread all throughout the Milky Way. And with that information, we can unravel the history and fossil record of our galaxy and learn how it formed.
La galassia della Via Lattea ha 250 miliardi di stelle, alcune centinaia di miliardi di stelle circa. Un numero che non potete tenere a mente. È un numero che nel concreto non ha alcun senso per nessuno di noi. Non potete tenere in una mano 250 miliardi di caramelle, giusto? Siamo ancora molto lontani dal mappare tutte queste stelle. Per cui dobbiamo scegliere le più interessanti. All'SDSS-V, stiamo mappando sei milioni di stelle di cui crediamo di poter misurare l'età. Perché se si riesce a misurare l'età di una stella, è come avere sei milioni di orologi sparsi per la Via Lattea. Con queste informazioni possiamo scoprire la storia e i reperti fossili della nostra galassia e capire come si è formata.
I'm just going to cut right to the chase here. Black holes are among the most perplexing objects in the universe. Why? Because they are literally just math incarnate, in a physical form, that we barely understand. It's like the number zero being animated and walking around the corridors here. That would be super weird. These are weirder. And it's not just like a basketball that you smoosh down into a little point and it's super dense and that's weird. No, smooshed basketballs have a surface. These things don't have surfaces, and we know that now. Because we've seen it. Or the lack of it. What's really interesting about black holes is that we can learn a lot about them by studying the material just as it passes through that point of no information return. Because at that point, it's emitting lots of X-rays and optical and UV and radio waves. We can actually learn how these objects grow. And in SDSS, we're looking at over half a million supermassive black holes, to try to understand how they formed.
Vengo al punto. I buchi neri sono tra gli oggetti più misteriosi dell'universo. Perché? Perché sono l'incarnazione della matematica, in un oggetto fisico, che a stento riusciamo a capire. Come se il numero zero si animasse e se ne andasse a spasso, qui. Sarebbe stranissimo. Questi sono ancora più strani. E non è come una palla da basket compressa fino a diventare un punto superdenso, che è già strano. No, le palle da basket schiacciate hanno una superficie. Questi oggetti non hanno una superficie, e ora lo sappiamo. Perché l'abbiamo visto. O meglio, abbiamo visto la sua assenza. La cosa più interessante dei buchi neri è che possiamo imparare moltissimo studiando la materia nel momento in cui supera il punto di non ritorno. Perché in quel punto, emette molti raggi X, onde ottiche, UV e radio. Possiamo capire come crescono questi oggetti. E all'SDSS stiamo osservando mezzo milione di buchi neri supermassicci, per capire come si sono formati.
Like I said, we live in the Milky Way, you guys are all familiar with that. The Milky Way is a completely average galaxy. Nothing funny going on. But it's ours, which is great. We think that the Milky Way, and all the Milky Ways, have this really disturbing past of literally blowing themselves apart. It's like every average guy you know has a history as a punk rock teenager. That's very bizarre. Stars are blowing up in these systems, black holes are growing at their centers and emitting a tremendous amount of energy. How does that happen, how does this transformation happen? And at SDSS, we're going to the bellies of the beast and zooming way in, to look at these processes where they are occurring in order to understand how Sid Vicious grows up into Ward Cleaver.
Come ho già detto, noi viviamo nella Via Lattea, lo sapete tutti. La Via Lattea è una galassia tipicamente nella media. Non succede niente di interessante. Ma è la nostra, e va benissimo. Crediamo che la Via Lattea, e tutte le altre Vie Lattee, abbiano in comune un passato difficile che le ha fatte letteralmente esplodere. È come se ogni persona nella media che conoscete avesse un passato da adolescente "rocchettaro". È molto strano. Le stelle esplodono in questi sistemi, i buchi neri al centro si espandono ed emettono incredibili quantità di energia. Come succede? Come succedono queste cose? Qui all'SDSS andiamo nel ventre della bestia e zoomiamo molto, per vedere dove accadono tutte queste cose in modo da capire come faccia il ragazzino rocchettaro a diventare un impiegato di banca.
My arsenal. These are my two big telescopes. The Apache Point Observatory hosts the Sloan telescope in New Mexico, and the Las Campanas Observatory in Chile hosts the two-and-a-half-meter telescope, the du Pont. Two and a half meters is the size of our mirror, which was huge for Tycho and Kepler. But it's actually not so big today. There are way bigger telescopes out there. But in SDSS we use new instruments on these old telescopes to make them interesting. We capture light from all of those objects into our aperture, and that light is then focused at the focal plane, where our instruments sit and process that light.
Il mio arsenale. I miei due grandi telescopi. L'osservatorio di Apache Point ospita il telescopio Sloan in Nuovo Messico e all'osservatorio di Las Campanas in Cile c'è il telescopio du Pont, da due metri e mezzo. Due metri e mezzo è il diametro dello specchio, che è enorme per Tycho e Keplero. Ma per i giorni nostri non è così grande. Ci sono altri telescopi molto più grandi. Ma all'SDSS usiamo nuovi strumenti su questi vecchi telescopi per renderli interessanti. Catturiamo la luce che arriva da quegli oggetti nelle nostre aperture, e quella luce viene focalizzata sul piano focale, dove si trovano gli strumenti che elaborano quella luce.
What's new in SDSS-V is that we're making the focal plane entirely robotic. That's right: robots.
La novità all'SDSS-V è che abbiamo robotizzato completamente il piano focale. Sì. Robot.
(Laughter)
(Risate)
So I'm going to show them to you, but they're fierce and terrifying, and I want you all to just take a breath. (Exhales) Trigger warning. And with no apologies to all the Blade Runners among you, here they are.
Ve li faccio vedere, ma sono feroci e terrificanti, e vi chiedo di fare un bel respiro. (Respira) Vi avverto. E senza chiedere scusa agli appassionati di Blade Runner tra di voi, eccoli.
(Laughter)
(Risate)
I have 1,000 of these, 500 in the focal plane of each telescope in each hemisphere. And this is how they move on the sky. So these are our objects and a star field, so you've got stars, galaxies, black holes. And our robots move to those objects as we pass over them in order to capture the light from those stars and galaxies and black holes, and yes, it is weird to capture black hole light, but we've already gone over that black holes are weird.
Ne ho 1.000 di questi. 500 su ogni piano focale di ciascun telescopio in ogni emisfero. E ed è così che si muovono nel cielo. Questi sono i nostri oggetti e un campo stellare, per cui ci sono stelle, galassie, buchi neri. E i nostri robot vanno verso questi oggetti quando li sorpassiamo per catturare la luce di quelle stelle, galassie e buchi neri e sì, è strano catturare la luce dei buchi neri, ma l'abbiamo già detto che i buchi neri sono strani.
One more thing. Stars are exploding all the time, like this one did back in 1987 in our cosmic backyard. Black holes are growing all the time. There is a new sky every night. Which means we can't just map the sky one time. We have to map the sky multiple times. So in SDSS-V, we're going back to each part of the sky multiple times in order to see how these objects change over time. Because those changes in time encode the physics, and they encode how these objects are growing and changing. Mow the sky.
Un'altra cosa. Le stelle esplodono in continuazione, come questa, che è esplosa nel 1987 nel cortile sul retro del cosmo. I buchi neri si espandono di continuo. Ogni sera c'è un cielo diverso. Il che significa che non possiamo mappare il cielo una volta sola. Dobbiamo mapparlo più volte. All'SDSS-V controlliamo più volte ogni porzione del cielo per vedere come questi oggetti cambiano nel tempo. Perché in quei cambiamenti è contenuta la fisica e il modo in cui quegli oggetti crescono e cambiano. Falciamo il cielo.
OK, let me just recap. Global survey, two hemispheres, five telescopes, 10 spectrographs, millions of objects, mow the sky, creative army, robots, yeah. So you're thinking, "Wow. She must have this industrial machine going, no room for the individual, curious, lone wolf genius," right? And you'd be 100 percent wrong.
Ok, fatemi riassumere. Indagine globale, due emisferi, cinque telescopi, 10 spettrografi, milioni di oggetti, falciare il cielo, esercito di creativi e robot, sì. Per cui starete pensando: "Wow, fa funzionare questa macchina industriale, quindi non c'è spazio per il curioso genio solitario", vero? E vi sbagliate al 100%.
Meet Hanny's Voorwerp. Hanny van Arkel was a Dutch schoolteacher who was analyzing the public versions of the SDSS data, when she found this incredibly rare type of object, which is now a subject of major study. She was able to do this because SDSS, since its beginning and by mandate from the Sloan Foundation, has made its data both publicly available and usable to a broad range of audiences. She's a citizen -- yeah, clap for that. Clap for that.
Vi presento l'Hanny's Voorwerp, o oggetto di Hanny. Hanny van Arkel è un'insegnante olandese che stava analizzando le versioni pubbliche dei dati dell'SDSS, quando scoprì questo oggetto incredibilmente raro, che ora è oggetto di un attento studio. È riuscita a farlo perché l'SDSS, sin dal suo inizio, e per ordine della Fondazione Sloan, ha deciso di rendere questi dati pubblici e fruibili da un grande pubblico. È una cittadina -- sì, applaudite. Applaudite pure.
(Applause)
(Applausi)
Hanny is a citizen scientist, or as I like to call them, "citizen warriors." And she shows that you don't have to be a fancy astrophysicist to participate. You just have to be curious.
Hanny è una cittadina scienziato, o, come mi piace definirli, una "cittadina combattente". E ci mostra che non bisogna essere un mega astrofisico per partecipare. Bisogna essere solo curiosi.
A few years ago, my four-year-old asked, "Can moons have moons?" And I set about to answer this question because even though many four-year-olds over all of time have probably asked this question, many experts, including myself, didn't know the answer. These are the moons in our solar system that can host hypothetical submoons. And that just goes to show you that there are so many basic questions left to be understood.
Alcuni anni fa, il mio bambino di quattro anni mi chiese: "Le lune hanno lune?" E pensai a come rispondere alla domanda perché anche se molti bambini di quattro anni nel corso del tempo hanno chiesto la stessa cosa, molti esperti, me compresa, non sanno la risposta. Queste sono le lune del sistema solare che potrebbero avere ipotetiche sub-lune. Questo solo per mostrarvi che ci sono tantissime domande che aspettano ancora una risposta.
And this brings me to the most important point about SDSS. Because, yeah, the stars, the galaxies, the black holes, the robots -- that's all super cool. But the coolest thing of all is that eensy-weensy creatures on a rubble pile around a totally average star in a totally average galaxy can win the battle to understand their world. Every dot in this video is a galaxy. Every dot.
Questo mi porta alla questione principale sull'SDSS. Perché le stelle, le galassie, i buchi neri e i robot -- è tutto super fico. Ma la cosa più forte tra tutte è che creaturine che stanno su un cumulo di detriti di una stella assolutamente nella media in una galassia assolutamente nella media possono vincere la battaglia per capire il proprio mondo. Ogni punto di questo video è una galassia. Ogni punto.
(Cheers) (Applause)
(Acclamazioni) (Applausi)
I'm showing here the number of galaxies that astronomers have mapped in large surveys since about 1980. You can see SDSS kick in around Y2K. If we stay on this line, we will map every large galaxy in the observable universe by 2060. Think about that. Think about it: we've gone from arranging clamshells to general relativity to SDSS in a few thousand years -- and if we hang on 40 more, we can map all the galaxies. But we have to stay on the line. Will that be our choice?
Vi mostro qui quante galassie sono state mappate dagli astronomi dal 1980 circa. Vedete l'ingresso dell'SDSS attorno al 2000. Se teniamo questo trend, mapperemo tutte le grandi galassie nell'universo osservabile entro il 2060. Pensateci. Pensate: siamo passati dalle decorazioni con le conchiglie alla teoria della relatività generale all'SDSS in poche migliaia di anni, e se aspettiamo altri 40 anni, potremo mappare tutte le galassie. Ma dobbiamo tenere questo trend. Sarà una nostra scelta?
There are dark forces in this world that will rob our entire species of our right to understand our universe. Don't be afraid of the dark. Fight back. Join us.
Ci sono forze oscure in questo mondo che sottrarranno alla nostra specie il diritto di capire l'universo. Non abbiate paura del buio. Combattetelo. Unitevi a noi.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)