آنچه می‌توانیم از کهکشان‌های دوردست بیاموزیم

در اینجا تصاویری از خوشه‌هایی ازکهکشانها را داریم. آنها دقیقا همانطوری هستند که به نظر میان. اینها مجموعه‌های عظیمی از کهکشانها هستند، که بواسطه جاذبه دو جانبه‌شان بهم وصل شده‌اند. بنابراین اکثر نقاطی که روی پرده می بینید ستاره‌هایی منفرد نیستند، بلکه مجموعه های از ستارگان یا کهکشانها هستند. حال، با نشان دادن برخی از این تصاویر به شما، امیدوارم که سریع متوجه شوید خوشه‌های کهکشانی، این چیزهای زیبا هستند، اما بیشتر از آن، فکر می‌کنم که خوشه‌های کهکشانی اسرارآمیز هستند، شگفت‌آور هستند، و البته مفیدند. مفید به عنوان عظیم‌ترین آزمایشگاه‌های جهان. و بعنوان آزمایشگاه‌هایی برای شرح خوشه‌های کهکشانی تا آزمایشاتی را شرح دهید که می‌توانید در رابطه با آنها انجام دهید. و فکر می‌کنم که چهار نوع عمده وجود داشته باشد، و اولین نوعی که می‌خواستم برای شما شرح دهم بررسی مفهومِ «خیلی بزرگ» است. خب، چقدر بزرگ؟ خب، در اینجا تصویری از یک خوشه کهکشانی خاص را داریم. آنقدر عظیم است که نوری که از آن می‌گذرد خم می‌شود، بواسطه جاذبه بیش از حد این خوشه شکلش تغییر می یابد. و در واقع، اگر با دقت نگاه کنید قادر به مشاهده حلقه‌هایی در اطراف این خوشه خواهید بود. حال، اگر بخواهم به شما عددی بدهم، این خوشه کهکشانی خاص دارای جرمی بیش از یک میلیارد خورشید است. میزان بزرگی این نظام‌ها واقعا در ذهن نمی گنجد. اما بیشتر از بزرگیشان، دارای این ویژگی مضاعف نیز هستند. آنها لزوما نظام‌های منفردی هستند، بنابراین اگر دوست داشته باشیم، می‌توانیم درباره‌شان بعنوان نسخه‌ در مقیاس کوچکتری از کل جهان فکر کنیم. و خیلی از پرسشهایی که ما ممکن است درباره جهان در مقیا‌سهای بزرگ داشته باشیم، از قبیل، نحوه کارکرد جاذبه؟ ممکن است از طریق مطالعه این نظام‌ها پاسخ داده‌ شوند. بنابراین آن خیلی بزرگ بود. دومین چیزی که بررسی می‌کنیم «خیلی داغ بودن» است. اگر تصویری از یک خوشه کهکشانی بگیرم و همه نورهای ستاره‌ای را از آن کم کنم، چیزی که می‌ماند این حباب بزرگ و آبی است. رنگ این ساختگی است. در واقع ما نور اشعه ایکس آن را می‌بینیم. و پرسش این است که اگر کهکشان‌ها این نور را منتشر نمی‌کنند، پس چه چیزی این نور را ساطع می‌کند؟ پاسخ گاز داغ است، گاز با حرارت میلیون درجه -- در واقع پلاسماست. و دلیل این که چرا خیلی داغ است برمی‌گردد به اسلاید قبلی. جاذبه بی‌نهایت این نظام‌ها ذرات گاز را تا سرعتهای عظیم شدت می بخشد، و سرعتهای عظیم به معنای دماهای بالاست. بنابراین این ایده اصلی است، اما هنوز در ابتدای راه هستیم. ویژگیهای اولیه بسیاری درباره این پلاسما هست که هنوز ما را دچار سردرگمی می‌کند، هنوز متعجبمان می‌کند، و ما را به سوی فهمیدن خواص فیزیکی خیلی داغ سوق می‌دهد. نکته سوم: فهمیدنِ «خیلی کوچک» است. حال، برای توضیح این، لازم است به شما حقیقت بسیار آزار‌دهنده‌ای را بگویم. بیشتر ماده جهان از اتم‌ها ساخته نشده است. به شما دروغ گفتند. بیشتر آن از چیزی بسیار بسیار مرموز ساخته شده است، که ماده سیاه می‌نامیم. ماده تاریک چیزی است کهکه خیلی فعل و انفعال را دوست ندارد، بجز از طریق جاذبه، و البته می‌خواهیم درباره آن بیشتر یاد بگیریم. اگر فیزیکدان در زمینه ذرات باشید، می‌خواهید بدانید وقتی ذرات با هم برخورد می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد. و ماده تاریک هم استثنا نیست. خب، این کار را چطور انجام می‌دهیم؟ در پاسخ به این پرسش، می‌خواهم از شما چیزی دیگری را بپرسم، این که وقتی کهکشانها با هم برخورد می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد؟ در اینجا تصویری هست. چون خوشه‌های کهکشانی نماینده بخش‌هایی از جهانند، نسخه‌های در مقیاس کوچک. اکثرا از جرمی تیره‌ ساخته شده‌اند، و آن چیزی است که شما در این بنفش آبی‌وار مشاهده می‌کنید. قرمز نماینده گاز داغ است، و البته، شما می‌توانید کهکشانهای زیادی را ببینید. آنچه اتفاق می‌افتد یک شتاب دهنده ریز در مقیاسی عظیم و بزرگ است. و از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا به این معناست که این اثرات خیلی، خیلی کوچک که ممکن شاید امکان تشخیص آنها در آزمایشگاه دشوار باشد، باید احتمالا با هم ترکیب شوند تا احتمالا به چیزی که در طبیعت قابل مشاهده است تبدیل شوند. بنابراین، خیلی بامزه است. علتی که چرا خوشه‌های کهکشانی قادرند به ما درباره ماده تاریک بیاموزند، علتی که چرا خوشه‌های کهکشانی می توانند به ما درباره خواص فیزیکی خیلی کوچک بیاموزند. دقیقا به این خاطر است که آنها اینقدر بزرگ هستند. نکته چهارم: «خواص فیزیکیِ خیلی عجیب» است. قطعا چیزهایی که تا بحال گفته‌ام دیوانه‌وار است. بسیار خب، اگر قرار است چیز عجیب‌تری باشد فکر کنم آن باید انرژی تاریک باشد اگر توپی را به هوا بیاندازم، توقع دارم به بالا برود. چیزی که توقع ندارم بالا رفتن آن با چنین شدت رو به افزایشی است. به همین ترتیب، کیهان شناسان می فهمند چرا جهان گسترش می یابد. آنها نمی‌فهمند چرا با چنان شدت رو به افزایشی در حال گسترش یافتن است. آنها نامی برای علت این گسترش شتاب یافته دارند، و آن را انرژی تاریک می نامند. و دوباره، ما می‌خواهیم درباره آن یاد بگیریم. بنابراین، یک پرسش خاصی که در اینجا برای‌مان پیش میاید، چگونگی اثر گذاری انرژی تاریک بر جهان در بزرگترین مقیاس است؟ بستگی به این که چقدر قوی است احتمالا ساختاری سریعتر یا کندتر شکل می‌گیرد. خب، مشکل مربوط به ساختار در مقیاس بزرگ جهان این است که بطرز هولناکی پیچیده است. در اینجا یک تشبیه سازی رایانه‌ای داریم. و به روشی نیاز داریم که آن را ساده کنیم. خب، دوست دارم درباره استفاده کردن از این قیاس فکر کنم. اگر بخواهم غرق شدن تایتانیک را بفهمم، مهم‌ترین کار برای انجام دادن این نیست که از تک تک موقعیت‌های کوچکِ قطعات کوچک قایق که خراب شد مدل بسازم. مهمترین کار برای انجام دادن ردیابی دو قطعه بزرگ است. به همین شکل، می‌توانم کلی درباره جهان در مقیاس‌های بزرگ بیاموزم بواسط دنبال کردن بزرگترین تکه ها و آن دسته از بزرگترین تکه‌هایی که کهکشان‌های خوشه‌ای هستند. خب، الان که به آخر صحبتم می‌رسم، شاید کمی احساس فریب خوردگی کنید. منظورم این است، صحبتم را با این شروع کردم که خوشه‌های کهشکانی مفید هستند، و دلایلی را برایتان ارائه کردم، اما فایده‌شان واقعا چیست؟ خب در پاسخ به این سوال، می‌خواهم جمله‌ای را از هنری فورد نقل کنم وقتی از او درباره ماشینها سوال شد. این را داشت که بوید: «اگر از مردم می‌پرسیدم که چی می‌خواستند، جواب می دادند اسبهای تندتر.» امروزه، ما بعنوان یک جامعه با مشکلات عدیده بسیار دشواری روبرو هستیم. و راه حل برای این مشکلات معلوم نیست. اسبان تندتری نیستند. آنها به میزان انبوهی از نبوغ علمی نیاز خواهند داشت. خب، بله، احتیاج به تمرکز کردن داریم، بله، لازم است که تمرکز کنیم، اما همچنین لازم است که نوآوری، نبوغ و الهام را بخاطر داشته باشیم -- این چیزها زمانی می‌آیند که میدان دیدمان را وسیع کرده باشیم زمانی که یک قدم به عقب برداریم زمانی که دورنمایی کنیم. و برای انجام این کار به راهی بهتر از مطالعه جهان اطرافمان نمی‌توانم فکر کنم. متشکرم. (تشویق حضار)