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.
Будучи специалистом в физике частиц, я изучаю элементарные частицы и их взаимодействия на самом фундаментальном уровне. В течение большей части моей исследовательской карьеры я использовала ускорители, такие, как ускоритель электронов Стэнфордского Университета, неподалёку отсюда, для того, чтобы изучать явления мельчайшего масштаба. Однако недавно я заинтересовалась вселенной, явлениями крупнейшего масштаба. Дело в том, что, как я объясню позже, вопросы явлений мельчайшего и крупнейшего масштабов весьма взаимосвязаны. Итак, я вам расскажу о том, каково у нас, в 21 веке, представление о вселенной и её составных частях, и о главных вопросах физической науки, по крайней мере, о некоторых главных вопросах.
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.
Итак, недавно было обнаружено, что во вселенной обычное вещество, а под обычным веществом я подразумеваю, скажем, вас, себя, планеты, звезды, галактики, всё обычное вещество в сумме составляет лишь несколько процентов содержимого вселенной. Почти четверть, или примерно четверть содержимого вселенной - это нечто невидимое. Под «невидимым» подразумевается то, что не поглощает электромагнитное излучение. Оно также не испускает электромагнитное излучение. И не отражает. Оно не взаимодействует с электромагнитным излучением, а ведь именно это излучение нам нужно для обнаружения вещей. Оно вообще не взаимодействует. Откуда же мы знаем, что оно есть? Мы знаем о его присутствии по гравитационным эффектам. Вообще-то, темная материя вызывает основные гравитационные эффекты большого масштаба во вселенной, и я расскажу о том, какими для этого доводами мы располагаем.
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.
Что же составляет остальную часть этого «пирога»? Остальная часть – это весьма загадочная субстанция, называемая тёмной энергией. О ней я расскажу попозже. А сейчас давайте рассмотрим доказательства существования темной материи. В этих галактиках, особенно в спиральных галактиках, как эта, звездная масса по большей части сосредоточена в центре галактики. Огромная масса совокупности этих звёзд обеспечивает круговые орбиты звёзд внутри галактики. Таким образом, звёзды вращаются по кругу, похожему на этот. Легко представить, – а если даже вы знаете физику, это нужно понимать интуитивно, – что звезды находящиеся ближе к центру вращаются с большей скоростью, чем те, что отстоят дальше.
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.
Итак, можно ожидать, что измерение орбитальной скорости вращения этих звезд даст более медленное вращение по краям, чем в центре. Другими словами, если мы измерим скорость, как функцию расстояния – график я показываю в первый и последний раз – то разумно было бы ожидать, что он пойдёт вниз с увеличением расстояния от центра галактики. Но когда эти измерения были сделаны, то, вместо этого, было обнаружено, что скорость примерно постоянна, как функция расстояния,. Если она постоянна, то это означает, что звёзды в этом месте испытывают гравитационное воздействие невидимого нам вещества. В самом деле, эта галактика и все остальные галактики, по всей видимости, заключены в облако невидимой материи. И это облако материи имеет более сферическую форму, чем сама галактика. Кроме того, оно продолжается далеко за пределы галактики. Итак, мы видим галактику и фиксируемся на этом, однако на самом деле тут облако темной материи, которое оказывает основное влияние на структуру и динамику галактики.
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.
Галактики сами по себе не разбросаны случайно в космосе, они имеют тенденцию скапливаться в группы. Вот пример одного очень известного скопления, Кома (скопление Волосы Вероники) Это скопление состоит из тысяч галактик. Здесь они видны как белые размытые эллипсы. Если на скопление галактик посмотреть сегодня и через десятилетие – будет выглядеть одинаково. Но на самом деле эти галактики движутся с очень большой скоростью. Они вращаются в яме гравитационного потенциала скопления. Итак, все эти галактики двигаются. Мы можем измерить скорости этих галактик, скорости их вращения, и рассчитать, какая масса сосредоточенна в скоплении.
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.
И снова выясняется, что там находится намного большая масса, чем та, которой могут обладать видимые нам галактики. Или, взглянув на другие области электромагнитного спектра, мы видим, что внутри этого скопления также содержится много газа. Но он также не даст достаточного вклада, чтобы объяснить такую массу. Есть основания предполагать, что на самом деле там раз в десять больше массы в форме невидимой или тёмной материи, чем в виде обычной материи. Было бы хорошо видеть тёмную материю чуть более напрямую. Я поместила здесь это большое голубое пятно, для того чтобы напоминать вам о том, что там нечто есть. Можем ли мы увидеть это более непосредственно? Да.
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.
Позвольте мне разъяснить, как это сделать. Итак, здесь находится наблюдатель, Это может быть человеческий глаз, или телескоп. Представьте, что вот здесь во вселенной находится галактика. Как мы можем увидеть эту галактику? Луч свет выходит из этой галактики и идёт сквозь вселенную в течение миллиардов лет до того, как он попадёт в телескоп или в ваш глаз. Так вот, как же мы определяем месторасположение галактики? Мы выводим его по направлению распространения луча, по тому, как он попадает в наш глаз, правильно? Мы полагаем, что если луч света проходит вот этот путь, то галактика должна быть там. Теперь представим себе, что в центре я размещаю скопление галактик, при этом мы помним о тёмной материи. Так вот, если мы рассмотрим другой луч света, идущий вот так, то тогда мы должны учесть то, что предсказывал Эйнштейн, в своей общей теории относительности. А именно, что гравитационное поле, ввиду массы, будет отклонять не только траектории частиц, но также будет отклонять и свет.
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.
Таким образом, этот луч света будет идти, скорее, не по прямой, а значительно искривившись, прежде, чем попадаёт в наш глаз. Где же наблюдатель увидит эту галактику? Можете смело отвечать. Сверху, правильно! Мы можем провести экстраполяцию назад и утверждать, что галактика находится сверху. Есть ли какой-либо другой луч света, попадающий в глаз наблюдателя из той же самой галактики? Да, отлично. Я вижу кто-то указывает вот так вниз. Действительно, один из лучей может пойти вниз, затем изогнуться вверх по направлению к глазу наблюдателя, и наблюдатель увидит луч света вот здесь.
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.
Ну а теперь примем во внимание то факт, что мы живем в трехмерной вселенной, в трехмерном пространстве. Существуют ли еще какие-то лучи света, которые могут попасть в этот же глаз? Да! Эти лучи будут лежать на … ну, смелее! .. да, конечно на конусе. Итак, все лучи света, лежащие на конусе, все они будут искривлены скоплением и попадут в глаз наблюдателя. Если конус световых лучей попадет в мой глаз, то – что я увижу? Окружность, кольцо. Оно называется кольцом Эйнштейна, так как Эйнштейн его предсказал. Итак, это кольцо будет идеальным, если и источник, и дефлектор, и глаз, как в этом случае, лежат на абсолютно прямой линии. Если же они слегка сдвинуты, то мы увидим другое изображение.
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.
Так вот, вы можете поэкспериментировать сегодня, на вечеринке после заседания, и выяснить, какое должно быть изображение. Дело в том, что такой же эффект может быть получен с помощью линзы, сконструированной в нужной форме. Мы это называем гравитационном линзированием. Итак, вот – ваш инструмент. (Смех). Но не смотрите на верхнюю часть. Я прошу вас сконцентрироваться на основании ножки. Честно говоря, когда у нас дома разбивается бокал, я всегда сохраняю основание, отношу в мастерскую, там мы его выравниваем, и у меня появляется гравитационная линзочка. Итак, у неё нужная форма для фокусировки. Следующий шаг вашего эксперимента – берём салфетку. А я возьму листок миллиметровки. Я же физик. (Смех) Итак, берём салфетку. Посередине рисуем картинку галактики. Затем кладём линзу поверх этой галактики, и мы тут увидим кольцо. Это –кольцо Эйнштейна. Сдвиньте основание немного в сторону, и кольцо разделится на дуги. Линзу можно положить поверх любого изображения. На миллиметровой бумаге видно как искажаются все линии миллиметровки. Замечу снова, это достаточно точная модель того, что происходит при гравитационном линзировании.
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.
А теперь вопрос, видим ли мы такую картину в небе? Видим ли мы дуги в небе, когда мы смотрим на скопление галактик? Ответ: Да. Итак, вот – изображение полученное космическим телескопом Хаббл. Большинство изображений, что вы видели раньше, получены с помощью космического телескопа Хаббл. Итак, во-первых, эти золотистые галактики - это галактики в скоплении. Это – те самые галактики, которые окружены океаном темной материи, которая вызывает искривление света и в результате приводит к оптическим иллюзиям, практически к миражам галактик, находящихся позади. Поэтому, видимые здесь полоски, все эти полоски, на самом деле являются искаженными изображениями галактик, находящихся намного дальше.
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.
Что можно сделать дальше? Основываясь на величине искажений, которые мы видим на этих картинках, мы можем вычислить количество массы которым должно обладать данное скопление. Это количество массы огромно. Вы также можете оценить на глаз, глядя на изображение, что эти дуги не центрированы на отдельных галактиках; они центрированы на какой-то более растянутой структуре. Это и есть тёмная материя, внутри которой находится скопление. Вот – максимум того, как невооруженным глазом можно увидеть, или, по крайней мере, ощутить влияние тёмной материи.
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.
Итак, быстренько повторим, чтобы убедиться, что мы всё поняли. Значит, какими доводами мы располагаем, чтобы утверждать, что четверть вселенной состоит из тёмной материи, этой штуки с гравитационным притяжением? Скорости вращения звёзд внутри галактик слишком велики; значит, они должны быть заключены в тёмную материю. Скорости вращения галактик внутри скоплений слишком велики; значит – они должны быть заключены в тёмную материю. А также, наблюдается эффект гравитационного линзирования, тот самый эффект искажения, который снова говорит о том, что скопления заключены в тёмную материю.
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.
Итак, давайте теперь обратимся к тёмной энергии. Чтобы понять, на чём основано доказательство существования тёмной энергии, необходимо обсудить одну вещь, которую упомянул на предыдущем заседании Стивен Хокинг. А именно – тот факт, что пространство само расширяется. Давайте представим себе участок нашей бесконечной вселенной, – я здесь поместила четыре спиральные галактики, – а также представим себе, что здесь серия измерительных рулеток, то есть, каждая линия на рисунке соответствует одной рулетке – горизонтальной или вертикальной – для измерения месторасположения предметов. Если бы это можно было сделать, то выяснилось бы, что с каждым днем, с каждым годом, с каждым миллиардом лет, расстояние между галактиками становится больше. И это не потому, что галактики отодвигаются друг от друга в пространстве; совсем не обязательно двигаться внутри пространства. Они отодвигаются друг от друга оттого, что само пространство становится больше. Вот что означает расширение вселенной или пространства. Итак, они отодвигаются дальше друг от друга.
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?
Так вот, как уже заметил Стивен Хокинг, после Большого взрыва пространство расширялось с очень большой скоростью. Но, поскольку притягивающаяся посредством гравитации материя заключена внутри пространства, это приводит к замедлению расширения пространства. Итак, расширение замедляется со временем. В течение прошлого века учёные спорили о том, будет ли расширение пространства продолжаться бесконечно, точнее, будет ли оно замедляться, замедляться, но продолжаться бесконечно; либо замедлится и остановится, то есть асимптотически остановится, либо же замедлится, остановится, и повернёт вспять, то есть начнет сжиматься. Итак, примерно десять лет назад две группы физиков, астрономов, решили измерить скорость, с которой расширение пространства замедляется. Насколько медленнее оно расширяется сегодня, по сравнению, скажем, с парой миллиардов лет назад?
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.
Эти эксперименты привели к поразительному ответу: пространство расширяется сегодня со скоростью большей, чем несколько миллиардов лет назад. Значит, расширение на самом деле ускоряется. Это был совершенно неожиданный результат. Никакого убедительного теоретического аргумента в пользу этого нет. Никто заранее не предсказывал что, это должно быть именно так. Открытие оказалось противоположно ожиданиям. Значит, для объяснения этого результата нужно что-то ещё. Так вот, оказывается, что можно математически добавить переменную, в качестве некоей энергии. Но этот тип энергии совершенно отличается от всего, что мы видели до сих пор. Мы называем его тёмной энергией. Её влияние приводит к расширению пространства, но у нас пока что нет разумного обоснования для введения этой новой переменной. Итак, совершенно необъяснимо, отчего необходимо вводить новую переменную.
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.
В данный момент я хотела бы подчеркнуть в первую очередь, что тёмная материя и тёмная энергия – это совершенно разные вещи. Перед нами две загадки относительно того, что составляет большую часть нашей вселенной, но их последствия совершенно различны. Оттого, что тёмная материя, имеет гравитационное притяжение, она больше способствует образованию структур. В результате, создаются условия для формирования скоплений галактик, всё это благодаря гравитационному притяжению. В то же время, вклад тёмной энергии в том, что расстояние между галактиками становится всё больше и больше. Она вызывает уменьшение гравитационного притяжения между галактиками и, следовательно, затрудняет образование структур. Таким образом, рассматривая такие объекты, как скопления галактик, и как они, точнее плотность их количества, как их количество зависит от времени, можно узнать, как тёмная материя и тёмная энергия конкурируют друг с другом при формировании структур.
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.
Теперь что касается тёмной материи. Я уже сказала, что у нас нет никаких по-настоящему убедительных аргументов в пользу тёмной энергии. А есть ли что-то для объяснения тёмной материи? Ответ на этот вопрос – да. Для обоснования тёмной материи есть несколько серьёзных кандидатур. А что понимать под серьёзной кандидатурой? Тут я имею ввиду математически стройные построения, созданные, на самом деле, для объяснения совершенно иных явлений, о которых я ещё даже не упоминала. Каждое из этих построений указывает на существование новой, очень слабо взаимодействующей частицы.
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.
Для физики это – как раз то, что нужно: когда предсказание даётся математически стройной теорией, фактически созданной для иных целей. Но пока неизвестно, является ли какая-то из двух теорий на самом деле верной кандидатурой для тёмной материи. Одна или обе? Кто знает? Или может быть что-то совершенно другое. Так вот, мы ищем частицы тёмной материи, ведь, в конечном итоге, они есть здесь, в этой комнате, и они не входили через дверь. Они просто проникают сквозь что угодно. Они могут пройти сквозь здание, сквозь землю – настолько у них отсутствует взаимодействие.
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.
Так что, их можно искать путём построения детекторов, которые будут крайне чувствительны к частицам тёмной материи, которые, проходя сквозь них, столкнутся с ними. Скажем, детекторный кристалл, который будет звенеть, если это произойдет. Один из моих коллег недалеко отсюда [из Стэнфорда] и его сотрудники построили такой детектор. Они поместили его глубоко под землёй, в одном из железных рудников в Миннесоте. Глубоко под землей. И надо сказать, что на днях они объявили наиболее важные на сегодняшний день результаты. Они ничего не увидели, но этот поиск определил ограничения на массу и силу взаимодействия частиц тёмной материи. В течение этого года будет запущен спутник с телескопом. Он будет наблюдать за центром галактики, в попытке увидеть, с его помощью, аннигиляцию частиц тёмной материи и рождение гамма-лучей. Вот - Большой адронный коллайдер, ускоритель частиц, который мы собираемся запустить до конца этого года. Возможно, что частицы тёмной материи могут быть произведены на Большом адронном коллайдере.
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)
Они настолько не взаимодействуют, что, на самом деле, они будут ускользать от детектора, поэтому оставленным ими следом будет потерянная энергия. К сожалению, существует множество новых физических моделей, след которых тоже может быть в виде потерянной энергии, поэтому будет трудно отличить их между собой. И, наконец, для будущих попыток разрабатываются телескопы, создаваемые специально для решения вопросов, связанных с тёмной материей и тёмной энергией, и это наземные телескопы. А есть ещё три космических телескопа, и прямо сейчас между ними идёт конкуренция за право быть запущенными на орбиту ради изучения тёмной материи и темной энергии. Итак, вспомним главные вопросы: Что такое тёмная материя? Что такое тёмная энергия? Эти важные вопросы стоят перед физикой, и я уверена, что у вас есть много вопросов. На них я готова с удовольствием ответить в течение следующих трёх дней, которые я буду здесь. Благодарю вас. (Аплодисменты)