As a particle physicist, I study the elementary particles and how they interact on the most fundamental level. For most of my research career, I've been using accelerators, such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road, to study things on the smallest scale. But more recently, I've been turning my attention to the universe on the largest scale. Because, as I'll explain to you, the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected. So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe, what it's made of and what the big questions in the physical sciences are -- at least some of the big questions.
Zajmuję się badaniem cząstek elementarnych i oddziaływań zachodzących między nimi. Zwykle wykorzystuję akceleratory cząstek, jak akcelerator liniowy Uniwersytetu Stanforda, w badaniu zjawisk najmniejszej skali. Ale ostatnio interesuję się skalą wszechświata. Ale ostatnio interesuję się skalą wszechświata. Jak zaraz wytłumaczę, zjawiska skali małej i ogromnej są bardzo powiązane. Opowiem o obrazie wszechświata w XXI wieku, oraz o niektórych wielkich pytaniach w fizyce. oraz o niektórych wielkich pytaniach w fizyce.
So, recently, we have realized that the ordinary matter in the universe -- and by ordinary matter, I mean you, me, the planets, the stars, the galaxies -- the ordinary matter makes up only a few percent of the content of the universe. Almost a quarter, or approximately a quarter of the matter in the universe, is stuff that's invisible. By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum. It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect. It doesn't interact with the electromagnetic spectrum, which is what we use to detect things. It doesn't interact at all. So how do we know it's there? We know it's there by its gravitational effects. In fact, this dark matter dominates the gravitational effects in the universe on a large scale, and I'll be telling you about the evidence for that.
Niedawno odkryliśmy, że zwykła materia wszechświata, Niedawno odkryliśmy, że zwykła materia wszechświata, czyli my, planety, galaktyki i gwiazdy, czyli my, planety, galaktyki i gwiazdy, stanowi tylko kilka procent zawartości kosmosu. stanowi tylko kilka procent zawartości kosmosu. Prawie jedna czwarta materii wszechświata jest niewidzialna. Prawie jedna czwarta materii wszechświata jest niewidzialna. Nie pochłania, nie wydziela, ani nie odbija promieniowania elektromagnetycznego. Na to promieniowanie reagują nasze instrumenty badawcze. Na to promieniowanie reagują nasze instrumenty badawcze. Jak więc odkryliśmy taką niewidzialną materię? Jak więc odkryliśmy taką niewidzialną materię? Widzimy jej oddziaływanie grawitacyjne. Odpowiada ona za gros oddziaływań grawitacyjnych w kosmosie. Odpowiada ona za gros oddziaływań grawitacyjnych w kosmosie.
What about the rest of the pie? The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy. More about that later, OK. So for now, let's turn to the evidence for dark matter. In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this, most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy. This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy. So we have these stars going around in circles like this. As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK -- that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed than those that are further out here, OK.
Reszta wykresu to tajemnicza substancja, nazywana ciemną energią. Reszta wykresu to tajemnicza substancja, nazywana ciemną energią. O tym później. Omówmy dowody istnienia ciemnej materii. W galaktykach, szczególnie spiralnych, większość masy gwiazd skupiona jest w centrum. Dzięki tej masie, gwiazdy poruszają się w galaktyce po stałych orbitach. Obiegają centrum. Nawet bez znajomości fizyki można zrozumieć, że gwiazdy bliższe ogromnej masy centrum będą krążyć szybciej, niż te na obrzeżach.
So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars, that they should be slower on the edges than on the inside. In other words, if we measured speed as a function of distance -- this is the only time I'm going to show a graph, OK -- we would expect that it goes down as the distance increases from the center of the galaxy. When those measurements are made, instead what we find is that the speed is basically constant, as a function of distance. If it's constant, that means that the stars out here are feeling the gravitational effects of matter that we do not see. In fact, this galaxy and every other galaxy appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter. And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves, and it extends over a much wider range than the galaxy. So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.
Dlatego prędkość orbitalna gwiazd na krawędzi powinna być niższa, niż w centrum galaktyki. Obiecuję, to jedyny wykres! Obiecuję, to jedyny wykres! Im większa odległość od centrum, tym mniejsza powinna być prędkość. Im większa odległość od centrum, tym mniejsza powinna być prędkość. Okazuje się jednak, że prędkość jest stała, niezależnie od odległości. Okazuje się jednak, że prędkość jest stała, niezależnie od odległości. Okazuje się jednak, że prędkość jest stała, niezależnie od odległości. Oznacza to, że gwiazdy są pod wpływem oddziaływania grawitacyjnego materii, której nie widzimy. Wydaje się, że każda galaktyka jest zawieszona w chmurze niewidzialnej, ciemnej materii. Ta chmura jest bardziej kulista, niż galaktyka i obejmuje większą przestrzeń. Strukturę i dynamikę galaktyki określa nie to, co widzimy, ale chmura ciemnej materii.
Galaxies themselves are not strewn randomly in space; they tend to cluster. And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster. And there are thousands of galaxies in this cluster. They're the white, fuzzy, elliptical things here. So these galaxy clusters -- we take a snapshot now, we take a snapshot in a decade, it'll look identical. But these galaxies are actually moving at extremely high speeds. They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK. So all of these galaxies are moving. We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities, and figure out how much mass is in this cluster.
Galaktyki występują w gromadach. Galaktyki występują w gromadach. Oto sławna gromada Coma. Są w niej tysiące galaktyk. To te białe elipsy. Za 10 lat obraz jej będzie taki sam, jak teraz. Za 10 lat obraz jej będzie taki sam, jak teraz. Ale galaktyki przemieszczają się z ogromną prędkością. Poruszają się w studni potencjału grawitacyjnego gromady. Wszystkie krążą. Ich prędkości orbitalne pozwalają określić ilość masy w gromadzie. Ich prędkości orbitalne pozwalają określić ilość masy w gromadzie.
And again, what we find is that there is much more mass there than can be accounted for by the galaxies that we see. Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum, we see that there's a lot of gas in this cluster, as well. But that cannot account for the mass either. In fact, there appears to be about ten times as much mass here in the form of this invisible or dark matter as there is in the ordinary matter, OK. It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly. I'm just putting this big, blue blob on there, OK, to try to remind you that it's there. Can we see it more visually? Yes, we can.
Okazuje się, że ilość ta wynosi więcej, niż masa samych galaktyk. Okazuje się, że ilość ta wynosi więcej, niż masa samych galaktyk. Nawet gaz istniejący w gromadzie nie tłumaczy... Nawet gaz istniejący w gromadzie nie tłumaczy... ...tej dodatkowej masy. Ciemna materia odpowiada tu za dziesięć razy więcej masy, Ciemna materia odpowiada tu za dziesięć razy więcej masy, niż materia zwykła. Ciemnej materii niestety nie widać. Niech ten niebieski bąbel przypomina o jej istnieniu. Niech ten niebieski bąbel przypomina o jej istnieniu. A jednak można ją zobaczyć!
And so let me lead you through how we can do this. So here's an observer: it could be an eye; it could be a telescope. And suppose there's a galaxy out here in the universe. How do we see that galaxy? A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe for perhaps billions of years before it enters the telescope or your eye. Now, how do we deduce where the galaxy is? Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling as it enters our eye, right? We say, the ray of light came this way; the galaxy must be there, OK. Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies -- and don't forget the dark matter, OK. Now, if we consider a different ray of light, one going off like this, we now need to take into account what Einstein predicted when he developed general relativity. And that was that the gravitational field, due to mass, will deflect not only the trajectory of particles, but will deflect light itself.
Objaśnię, jak. Oto obserwator: oko, lub teleskop... Mamy obserwatora: oko, lub teleskop... Obserwator widzi galaktykę. Obserwator widzi galaktykę. Światło podróżuje od niej w kosmosie przez miliardy lat, Światło podróżuje od niej w kosmosie przez miliardy lat, zanim dotrze do oka czy teleskopu. Jak określić jego źródło? Oczywiście na podstawie kierunku rozprzestrzeniania się światła. Oczywiście na podstawie kierunku rozprzestrzeniania się światła. Promień przybył tędy, więc galaktyka jest tutaj. Promień przybył tędy, więc galaktyka jest tutaj. W środku umieścimy gromadę galaktyk. Pamiętajmy o ciemnej materii. Musimy wziąć pod uwagę zjawisko, które przewidział Einstein w ogólnej teorii względności. które przewidział Einstein w ogólnej teorii względności. Pole grawitacyjne powstałe w obecności masy zakrzywia trajektorię nie tylko cząsteczek, ale także światła. zakrzywia trajektorię nie tylko cząsteczek, ale także światła.
So this light ray will not continue in a straight line, but would rather bend and could end up going into our eye. Where will this observer see the galaxy? You can respond. Up, right? We extrapolate backwards and say the galaxy is up here. Is there any other ray of light that could make into the observer's eye from that galaxy? Yes, great. I see people going down like this. So a ray of light could go down, be bent up into the observer's eye, and the observer sees a ray of light here.
Dlatego promień zakrzywi się. Gdzie w takim razie zobaczymy galaktykę? Gdzie w takim razie zobaczymy galaktykę? Na podstawie tego, co widzimy, założymy, że u góry. Na podstawie tego, co widzimy, założymy, że u góry. Jak jeszcze może popłynąć ten promień? Jak jeszcze może popłynąć ten promień? Pokazujecie, że dołem. Promień płynie dołem, zakrzywia się, Promień płynie dołem, zakrzywia się, obserwator widzi galaktykę.
Now, take into account the fact that we live in a three-dimensional universe, OK, a three-dimensional space. Are there any other rays of light that could make it into the eye? Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone. So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone -- that will all be bent by that cluster and make it into the observer's eye. If there is a cone of light coming into my eye, what do I see? A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK. Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line. If they're slightly skewed, we'll see a different image.
Pamiętajmy, że kosmos to przestrzeń trójwymiarowa. Pamiętajmy, że kosmos to przestrzeń trójwymiarowa. Pamiętajmy, że kosmos to przestrzeń trójwymiarowa. Jak inaczej może płynąć światło? Droga promieni ma formę stożka. Gromada zakrzywia drogę światła do postaci stożka. Gromada zakrzywia drogę światła do postaci stożka. Światło dociera do obserwatora. Jak oko odbiera taki stożek? Widoczny będzie okrąg, tzw. pierścień Einsteina. Będzie to idealny okrąg tylko jeśli droga światła będzie linią prostą. Jeśli nie, obraz będzie inny.
Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK, to figure out what that image will look like. Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise, that has the right shape to produce this kind of effect. We call this gravitational lensing. And so, this is your instrument, OK. (Laughter). But ignore the top part. It's the base that I want you to concentrate, OK. So, actually, at home, whenever we break a wineglass, I save the bottom, take it over to the machine shop. We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK. So it's got the right shape to produce the lensing. And so the next thing you need to do in your experiment is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter) So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle. And now put the lens over the galaxy, and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring. Now, move the base off to the side, and the ring will split up into arcs, OK. And you can put it on top of any image. On the graph paper, you can see how all the lines on the graph paper have been distorted. And again, this is a kind of an accurate model of what happens with the gravitational lensing.
Możecie to sprawdzić w praktyce wieczorem, podczas bankietu. Możecie to sprawdzić w praktyce wieczorem, podczas bankietu. Okazuje się, że istnieją soczewki szklane, które pomagają zrozumieć efekt soczewkowania grawitacyjnego. które pomagają zrozumieć efekt soczewkowania grawitacyjnego. Oto wasz instrument badawczy. (Śmiech) Ale tylko podstawka! Zapomnijcie o reszcie. Kiedy zbije mi się kieliszek, nie wyrzucam podstawki. Kiedy zbije mi się kieliszek, nie wyrzucam podstawki. Przerabiam ją w soczewkę grawitacyjną. Ma odpowiedni kształt. Można użyć serwetki... Jako fizyk, wolę papier milimetrowy! (Śmiech) Kółko będzie naszą galaktyką. Po zakryciu "galaktyki" soczewką widzimy pierścień Einsteina. Po przesunięciu soczewki pierścień zmieni się w łuki. Po przesunięciu soczewki pierścień zmieni się w łuki. Tak działa soczewkowanie. Linie na papierze są zakrzywione. Linie na papierze są zakrzywione. To znakomity model soczewkowania grawitacyjnego. To znakomity model soczewkowania grawitacyjnego.
OK, so the question is: do we see this in the sky? Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies? And the answer is yes. And so, here's an image from the Hubble Space Telescope. Many of the images you are seeing are earlier from the Hubble Space Telescope. Well, first of all, for the golden shape galaxies -- those are the galaxies in the cluster. They're the ones that are embedded in that sea of dark matter that are causing the bending of the light to cause these optical illusions, or mirages, practically, of the background galaxies. So the streaks that you see, all these streaks, are actually distorted images of galaxies that are much further away.
Czy coś takiego widzimy na niebie? Czy patrząc na gromadę galaktyk widzimy łuki? Odpowiedź brzmi: tak. Jak wiele poprzednich, ten obraz pochodzi z teleskopu Hubble'a. Jak wiele poprzednich, ten obraz pochodzi z teleskopu Hubble'a. Jak wiele poprzednich, ten obraz pochodzi z teleskopu Hubble'a. Galaktyki złotego koloru należą do gromady. Galaktyki złotego koloru należą do gromady. Są zanurzone w morzu ciemnej materii, zakrzywiają światło. Są zanurzone w morzu ciemnej materii, zakrzywiają światło. Powstają miraże galaktyk znajdujących się w tle. Powstają miraże galaktyk znajdujących się w tle. Widoczne tu smugi to zniekształcone obrazy galaktyk, które znajdują się o wiele dalej.
So what we can do, then, is based on how much distortion we see in those images, we can calculate how much mass there must be in this cluster. And it's an enormous amount of mass. And also, you can tell by eye, by looking at this, that these arcs are not centered on individual galaxies. They are centered on some more spread out structure, and that is the dark matter in which the cluster is embedded, OK. So this is the closest you can get to kind of seeing at least the effects of the dark matter with your naked eye.
Na podstawie takich zniekształceń możemy obliczyć, ile masy powinna mieć gromada. możemy obliczyć, ile masy powinna mieć gromada. To ogromna masa. Poza tym łuki nie otaczają pojedynczych galaktyk, Poza tym łuki nie otaczają pojedynczych galaktyk, ale większą strukturę. To chmura ciemnej materii, w której znajduje się gromada. To chmura ciemnej materii, w której znajduje się gromada. Oto wizualny objaw istnienia ciemnej materii. Oto wizualny objaw istnienia ciemnej materii.
OK, so, a quick review then, to see that you're following. So the evidence that we have that a quarter of the universe is dark matter -- this gravitationally attracting stuff -- is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies is much too large; it must be embedded in dark matter. The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large; it must be embedded in dark matter. And we see these gravitational lensing effects, these distortions that say that, again, clusters are embedded in dark matter.
Teraz szybkie podsumowanie. Wiemy, że jedna czwarta wszechświata to ciemna materia, Wiemy, że jedna czwarta wszechświata to ciemna materia, ponieważ prędkość krążenia gwiazd w galaktykach jest większa, ponieważ prędkość krążenia gwiazd w galaktykach jest większa, niż wynikałoby z masy zwykłej materii. To samo sugeruje prędkość galaktyk w gromadzie. To samo sugeruje prędkość galaktyk w gromadzie. Efekty soczewkowania grawitacyjnego również pokazują, że gromady zanurzone są w ciemnej materii.
OK. So now, let's turn to dark energy. So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something that Stephen Hawking referred to in the previous session. And that is the fact that space itself is expanding. So if we imagine a section of our infinite universe -- and so I've put down four spiral galaxies, OK -- and imagine that you put down a set of tape measures, so every line on here corresponds to a tape measure, horizontal or vertical, for measuring where things are. If you could do this, what you would find that with each passing day, each passing year, each passing billions of years, OK, the distance between galaxies is getting greater. And it's not because galaxies are moving away from each other through space. They're not necessarily moving through space. They're moving away from each other because space itself is getting bigger, OK. That's what the expansion of the universe or space means. So they're moving further apart.
Teraz zajmijmy się ciemną energią. Dowody istnienia ciemnej energii oparte są na zjawisku, o którym wspomniał w wykładzie prof. Hawking. Chodzi o rozszerzanie się wszechświata. Wyobraźmy sobie fragment nieskończonego wszechświata. To 4 galaktyki spiralne. Dodamy siatkę, na której każdy odcinek to jednostka pomiaru. Dodamy siatkę, na której każdy odcinek to jednostka pomiaru. Umożliwi nam to określenie pozycji. Z każdym dniem, rokiem, miliardem lat, Z każdym dniem, rokiem, miliardem lat, odległość między galaktykami będzie rosnąć. odległość między galaktykami będzie rosnąć. Nie dlatego, że oddalają się one od siebie w przestrzeni, Nie dlatego, że oddalają się one od siebie w przestrzeni, Nie dlatego, że oddalają się one od siebie w przestrzeni, ale dlatego, że rośnie sama przestrzeń. Ale dlatego, że rośnie sama przestrzeń. Zjawisko to nazywamy rozszerzaniem się wszechświata. Zjawisko to nazywamy rozszerzaniem się wszechświata.
Now, what Stephen Hawking mentioned, as well, is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate. But because gravitationally attracting matter is embedded in this space, it tends to slow down the expansion of the space, OK. So the expansion slows down with time. So, in the last century, OK, people debated about whether this expansion of space would continue forever; whether it would slow down, you know, will be slowing down, but continue forever; slow down and stop, asymptotically stop; or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again. So a little over a decade ago, two groups of physicists and astronomers set out to measure the rate at which the expansion of space was slowing down, OK. By how much less is it expanding today, compared to, say, a couple of billion years ago?
Stephen Hawking mówił też dzisiaj, że po Wielkim Wybuchu przestrzeń rozszerzała się bardzo szybko. Ponieważ w przestrzeni istnieje grawitacyjnie aktywna materia, Ponieważ w przestrzeni istnieje grawitacyjnie aktywna materia, proces rozszerzania się zwalnia. Zwalnia ekspansja przestrzeni. W XX wieku zastanawiano się, czy ekspansja potrwa w nieskończoność, W XX wieku zastanawiano się, czy ekspansja potrwa w nieskończoność, czy zacznie zwalniać, ale potrwa wiecznie. Czy zacznie zwalniać, ale potrwa wiecznie. Zatrzyma się w sensie asymptotycznym? A może przestrzeń przestanie się rozszerzać, a zacznie kurczyć? Około dziesięć lat temu dwa zespoły fizyków i astronomów obliczyły, w jakim tempie spada prędkość ekspansji przestrzeni. obliczyły, w jakim tempie spada prędkość ekspansji przestrzeni. Porównano obecną prędkość z wartościami sprzed miliardów lat. Porównano obecną prędkość z wartościami sprzed miliardów lat.
The startling answer to this question, OK, from these experiments, was that space is expanding at a faster rate today than it was a few billion years ago, OK. So the expansion of space is actually speeding up. This was a completely surprising result. There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK. No one was predicting ahead of time this is what's going to be found. It was the opposite of what was expected. So we need something to be able to explain that. Now it turns out, in the mathematics, you can put it in as a term that's an energy, but it's a completely different type of energy from anything we've ever seen before. We call it dark energy, and it has this effect of causing space to expand. But we don't have a good motivation for putting it in there at this point, OK. So it's really unexplained as to why we need to put it in.
Badania te przyniosły zaskakujące rezultaty. Okazało się, że obecna prędkość rozszerzania się przestrzeni jest wyższa, niż kilka miliardów temu. Ekspansja wszechświata przyśpiesza! To zaskakujące odkrycie. Nie ma teorii, która przekonywująco wyjaśniałaby to zjawisko. Nikt nie przewidział takiego odkrycia. Miało być odwrotnie! Jak to wyjaśnić? Matematycznie składnik ten możemy ująć jako energię. Matematycznie składnik ten możemy ująć jako energię. Inną, niż dotychczas znane w fizyce. Inną, niż dotychczas znane w fizyce. Nazywamy ją ciemną energią. To ona odpowiada za rozszerzanie się przestrzeni. Na razie nie mamy jeszcze podstaw, by zakładać jej istnienie. Na razie nie mamy jeszcze podstaw, by zakładać jej istnienie. Nie wiadomo, czy jest to element potrzebny.
Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you, is that, first of all, dark matter and dark energy are completely different things, OK. There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe, and they have very different effects. Dark matter, because it gravitationally attracts, it tends to encourage the growth of structure, OK. So clusters of galaxies will tend to form, because of all this gravitational attraction. Dark energy, on the other hand, is putting more and more space between the galaxies, makes it, the gravitational attraction between them decrease, and so it impedes the growth of structure. So by looking at things like clusters of galaxies, and how they -- their number density, how many there are as a function of time -- we can learn about how dark matter and dark energy compete against each other in structure forming.
Chciałabym podkreślić, że ciemna materia i energia to dwie zupełnie różne rzeczy. to dwie zupełnie różne rzeczy. Dwie różne zagadki wszechświata, a każda z nich ma inne oddziaływanie. Dwie różne zagadki wszechświata, a każda z nich ma inne oddziaływanie. Oddziaływanie grawitacyjne ciemnej materii prowadzi do narastania w kosmosie struktury. Dzięki niemu powstają gromady galaktyk. Dzięki niemu powstają gromady galaktyk. Ciemna energia wywołuje rozrost przestrzeni między galaktykami. Ciemna energia wywołuje rozrost przestrzeni między galaktykami. Obniża oddziaływania grawitacyjne, czyli przeciwdziała powstaniu struktury. Sposób, w jaki tworzą się gromady galaktyk, Sposób, w jaki tworzą się gromady galaktyk, pokazuje nam, jak ciemna materia i energia konkurują między sobą w procesie tworzenia się struktury. konkurują między sobą w procesie tworzenia się struktury.
In terms of dark matter, I said that we don't have any, you know, really persuasive argument for dark energy. Do we have anything for dark matter? And the answer is yes. We have well-motivated candidates for the dark matter. Now, what do I mean by well motivated? I mean that we have mathematically consistent theories that were actually introduced to explain a completely different phenomenon, OK, things that I haven't even talked about, that each predict the existence of a very weakly interacting, new particle.
Jak mówiłam, nie istnieją żadne przesłanki, które posłużyłyby za dowód istnienia ciemnej energii. Istnieje jednak wiele uzasadnionych argumentów przemawiających za istnieniem ciemnej materii. Jak uzasadnionych? Istnieją matematycznie spójne teorie wprowadzone w celu wyjaśnienia całkowicie innych zjawisk. wprowadzone w celu wyjaśnienia całkowicie innych zjawisk. wprowadzone w celu wyjaśnienia całkowicie innych zjawisk. Każda przewiduje istnienie nowej, słabo oddziałującej cząstki. Każda przewiduje istnienie nowej, słabo oddziałującej cząstki.
So, this is exactly what you want in physics: where a prediction comes out of a mathematically consistent theory that was actually developed for something else. But we don't know if either of those are actually the dark matter candidate, OK. One or both, who knows? Or it could be something completely different. Now, we look for these dark matter particles because, after all, they are here in the room, OK, and they didn't come in the door. They just pass through anything. They can come through the building, through the Earth -- they're so non-interacting.
Do tego w fizyce dążymy! Spójna matematycznie teoria przewiduje więcej, niż miała przewidzieć. Spójna matematycznie teoria przewiduje więcej, niż miała przewidzieć. Ale która z wynikających z teorii cząstek to ciemna materia? Ale która z wynikających z teorii cząstek to ciemna materia? Może wszystkie, może żadna z nich. Pamiętajmy, że cząstki ciemnej materii są wszędzie. Pamiętajmy, że cząstki ciemnej materii są wszędzie. Nawet w tej sali. Nawet w tej sali. Tak słabo oddziałują, że przenikają przez ziemię, ściany... Tak słabo oddziałują, że przenikają przez ziemię, ściany...
So one way to look for them is to build detectors that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it. So a crystal that will ring if that happens. So one of my colleagues up the road and his collaborators have built such a detector. And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota, OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days announced the most sensitive results so far. They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass and the interaction strength of these dark matter particles are. There's going to be a satellite telescope launched later this year and it will look towards the middle of the galaxy, to see if we can see dark matter particles annihilating and producing gamma rays that could be detected with this. The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator, that we'll be turning on later this year. It is possible that dark matter particles might be produced at the Large Hadron Collider.
Możemy zbudować detektor, który będzie na nie czuły. Możemy zbudować detektor, który będzie na nie czuły. Kryształ w nim zareaguje na cząsteczki. Zespół mojego kolegi zbudował taki detektor. Zespół mojego kolegi zbudował taki detektor. Znajduje się on głęboko pod ziemią, w kopalni żelaza w Minnesocie. Na razie pozwoliło to określić, w jakich granicach mieszczą się masa i siła oddziaływania cząstek ciemnej materii. W tym roku zostanie wystrzelony teleskop orbitalny. Ma za zadanie wykryć anihilację cząstek ciemnej materii i wydzielane przy niej promieniowanie gamma. cząstek ciemnej materii i wydzielane przy niej promieniowanie gamma. W tym roku startuje Wielki Zderzacz Hadronów. W tym roku startuje Wielki Zderzacz Hadronów. Możliwe, że powstaną w nim cząsteczki ciemnej materii. Możliwe, że powstaną w nim cząsteczki ciemnej materii.
Now, because they are so non-interactive, they will actually escape the detector, so their signature will be missing energy, OK. Now, unfortunately, there is a lot of new physics whose signature could be missing energy, so it will be hard to tell the difference. And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed specifically to address the questions of dark matter and dark energy -- ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes that are in competition right now to be launched to investigate dark matter and dark energy. So in terms of the big questions: what is dark matter? What is dark energy? The big questions facing physics. And I'm sure you have lots of questions, which I very much look forward to addressing over the next 72 hours, while I'm here. Thank you. (Applause)
Ponieważ tak słabo oddziałują, umkną detektorom, Ponieważ tak słabo oddziałują, umkną detektorom, ale zauważymy brak oczekiwanej energii. Niestety najnowsze teorie opisują wiele innych zjawisk, gdzie pojawia się brak energii. wiele innych zjawisk, gdzie pojawia się brak energii. Istnieją także projekty teleskopów naziemnych, które mają badać kwestie ciemnej materii i energii. Są też trzy konkurencyjne projekty teleskopów kosmicznych. Są też trzy konkurencyjne projekty teleskopów kosmicznych. Są też trzy konkurencyjne projekty teleskopów kosmicznych. Czym jest ciemna materia? Czym jest ciemna energia? To wielkie pytania w fizyce. To wielkie pytania w fizyce. A ja chętnie odpowiem na wszystkie wasze pytania. Dziękuję. (Brawa)