TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
Janna Levin: O som que o universo produz
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Pensamos no espaço como um local silencioso. Mas a física Janna Levin diz que o universo tem uma banda sonora -- uma composição sónica que grava alguns dos mais dramáticos eventos do espaço sideral. (Buracos negros, por exemplo, criam um estrondo no espaço-tempo como um tambor.) Um passeio sonoro acessível e que alargará os horizontes mentais pelo universo.
Janna Levin - Physicist
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
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I want to ask you all to consider for a second
0
0
3000
Quero pedir-vos que considerem por uns segundos
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
o facto muito simples
00:20
that, by far,
2
5000
2000
de que, de longe,
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
muito do que sabemos sobre o universo
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
vem até nós pela luz.
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
Podemos estar na Terra e olhar para cima para o céu nocturno
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
e ver as estrelas com os nossos próprios olhos.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
O Sol queima a nossa visão periférica,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
vemos a luz refletida pela Lua,
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
e desde que Galileu apontou aquele telescópio rudimentar
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
aos corpos celestes,
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
o universo conhecido vem até nós através da luz,
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
ao longo de vastas eras da história cósmica.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
E com todos os nossos telescópios modernos,
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
temos conseguido recolher
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
este deslumbrante filme mudo do universo --
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
esta série de momentos instantâneos
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
que vão até ao Big Bang.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
E contudo, o universo não é um filme mudo,
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
porque o universo não é mudo.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
Eu gostaria de vos convencer
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
que o universo tem uma banda sonora,
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
e que essa banda sonora é tocada no próprio espaço.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
Porque o espaço pode oscilar como um tambor.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
Pode tocar uma espécie de registo
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
através do universo
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
de alguns dos eventos mais dramáticos à medida que eles acontecem.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
Gostaríamos de ser capazes de adicionar,
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
a uma espécie de composição visual gloriosa
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
que temos do universo,
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
uma composição sónica.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
E como nunca ouvimos os sons do espaço,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
deveríamos realmente, nos próximos anos,
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
começar a aumentar o volume do que se passa lá fora.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
Portanto nesta ambição
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
de capturar as músicas do universo,
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
colocamos a nossa atenção
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
nos buracos negros e na promessa que eles têm,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
porque os buracos negros podem tocar no espaço-tempo
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
como marretas num tambor
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
e têm uma música muito característica,
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
e gostaria de tocar para vós algumas das nossas previsões
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
de como essa música será.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
Agora, buracos negros são escuros num céu escuro.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
Não os podemos ver diretamente.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
Eles não são trazidos até nós com luz, pelo menos diretamente.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
Podemos vê-los indiretamente,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
porque os buracos negros provocam estragos no seu ambiente.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
Eles destroem as estrelas ao seu redor.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
Eles agitam os detritos nas suas redondezas.
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
Mas eles não virão até nós diretamente pela luz.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
Poderemos um dia ver uma sombra
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
que um buraco negro pode emitir num fundo muito brilhante,
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
mas ainda não vimos.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
Contundo, os buracos negros podem ser ouvidos
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
mesmo que não sejam vistos,
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
e isso é porque eles tocam no espaço-tempo como um tambor.
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
Devemos a ideia de que o espaço pode soar como um tambor
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
a Albert Einstein, a quem devemos muito.
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
Einstein tomou consciência de que se o espaço estivesse vazio,
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
se o universo estivesse vazio,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
seria como esta fotografia,
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
exceto talvez sem a útil rede desenhada nela.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
Mas se estivéssemos a cair livremente pelo espaço,
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
mesmo sem esta útil rede,
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
poderíamos ser capazes de a pintar nós próprios,
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
porque repararíamos que viajávamos ao longo de linha retas,
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
caminhos retos não deflectidos
03:11
through the universe.
68
176000
2000
através do universo.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
Einstein também se apercebeu
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
e isto é o verdadeiro cerne do assunto --
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
que se se puséssemos energia ou massa no universo,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
ela curvaria o espaço.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
E um objeto a cair livremente
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
passaria, por exemplo, pelo sol
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
e seria deflectido
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
ao longo das curvas naturais no espaço.
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
Foi a fantástica teoria da relatividade geral de Einstein.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
Agora até a luz será curvada por esses caminhos.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
E pode curvar tanto
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
que somos capturados em órbita em volta do Sol,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
tal como a Terra, ou a Lua em torno da Terra.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
Estas são as curvas naturais no espaço.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
Do que Einstein não se apercebeu
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
foi que, se tomarmos o nosso Sol
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
e o esmagarmos até seis quilómetros --
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
portanto tomámos uma massa um milhão de vezes a da Terra
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
e esmagámo-la até um diâmetro de seis quilómetros,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
faríamos um buraco negro,
04:01
an object so dense
89
226000
2000
um objeto tão denso
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
que se a luz passar demasiado próximo, não escapará --
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
uma sombra escura contra o universo.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
Não foi Einstein a aperceber-se disto.
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
foi Karl Schwarzchild
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
que foi um Judeu Alemão na 1.ª Guerra Mundial --
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
alistou-se no exercito Alemão já como um cientista realizado,
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
a trabalhar na frente Russa.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
Eu gosto de imaginar o Schwarzchild na guerra nas trincheiras
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
a calcular as trajetórias balísticas dos tiros de canhão.
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
e então, no entretanto,
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
calculando as equações de Einstein --
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
como se faz normalmente nas trincheiras.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
E ele estava a ler a recém publicada por Einstein
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
teoria da relatividade geral,
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
e estava entusiasmado por esta teoria.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
E ele rapidamente conjeturou
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
uma solução matemática exata
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
que descreveu algo de muito extraordinário:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
curvas tão fortes
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
que o espaço mergulharia para o seu interior,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
o próprio espaço curvaria como uma cascata
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
caindo pela garganta do buraco.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
E mesmo a luz não conseguiria escapar desta corrente.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
A luz seria arrastada para o buraco
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
tal como tudo o resto seria,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
e tudo o que restaria seria uma sombra.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
Então ele escreveu a Einstein,
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
e disse, "Como poderá ver,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
a guerra tem sido suficientemente generosa para comigo,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
apesar dos fortes tiroteios.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
Eu tenho conseguido escapar de tudo isso
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
e caminhado pela terra das suas ideias."
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
E Einstein ficou muito impressionado com as suas soluções exatas.
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
e espero que também com a dedicação do cientista.
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
Este é um cientista trabalhador sob condições perigosas.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
E ele levou as ideias de Schwarzchild
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
para a Academia de Ciências Prussiana na semana seguinte.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
Mas Einstein sempre pensou que os buracos negros eram umas excentricidades matemáticas.
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
Ele não acreditava que eles existissem na natureza.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
Ele pensou que a natureza nos protegeria da sua formação.
05:42
It was decades
130
327000
2000
Foram necessárias décadas
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
antes que o termo buraco negro fosse cunhado
05:46
and people realized
132
331000
2000
e as pessoas se apercebessem
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
que os buracos negros são objetos astrofísicos reais --
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
de facto são o estado de morte
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
de estrelas muito massivas
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
que colapsam catastroficamente
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
no final das suas vidas.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
Agora, o nosso Sol não colapsará para um buraco negro.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
Não é na verdade massivo o suficiente.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
Mas se fizermos uma pequena experiência de pensamento --
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
como Einstein gostava muito de fazer --
06:06
we could imagine
142
351000
2000
podemos imaginar
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
esmagar o Sol até seis quilómetros,
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
e colocar uma minúscula Terra à sua volta, a orbitar,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
talvez 30 km
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
ao largo do buraco negro sol.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
E ele seria auto-iluminado,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
porque agora com o Sol desaparecido, não teríamos outra fonte de luz --
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
portanto vamos fazer a nossa pequena Terra auto-iluminada,
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
E aperceber-nos-íamos que poderíamos colocar a Terra uma órbita feliz
06:28
even 30 km
151
373000
2000
mesmo 30 km
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
ao largo deste buraco negro esmagado.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
Este buraco negro esmagado
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
caberia dentro de Manhattan, mais ou menos.
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
Poderia transbordar um pouco para o Hudson
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
antes de destruir a Terra.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
Mas basicamente é disso que estamos a falar.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
Estamos a falar de um objecto que poderíamos esmagar
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
até metade da área de Manhattan.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
Então movemos esta Terra para muito próximo --
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
30 km ao largo --
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
e apercebemos-nos de que ela orbita perfeitamente em torno do buraco negro.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
Há uma espécie de mito
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
de que os buracos negros devoram tudo no universo,
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
mas na verdade tem de se chegar muito perto para cair nele.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
Mas o que é muito impressionante é que, do nosso ponto de vista,
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
podemos ver sempre a Terra.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
Ela não se pode esconder atrás do buraco negro.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
A luz da Terra, alguma cai dentro do buraco negro,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
mas alguma da luz sobre um efeito de lente e é trazida de volta até nós.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
Logo não é possível esconder nada atrás de um buraco negro.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
Se isto fosse Battlestar Galactica
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
e estiverem a lutar contra os Cylons,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
não se escondam atrás do buraco negro.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
Eles poderão vê-lo.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
Agora, o nosso Sol não colapsará num buraco negro;
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
não tem massa suficiente,
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
mas existem dezenas de milhares de buracos negros na nossa galáxia.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
E se um deles alguma vez eclipsar a Via Láctea,
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
seria este o aspecto.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
Veríamos uma sombra daquele buraco negro
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
contra as centenas de biliões de estrelas
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
na Via Láctea e nas suas faixas de poeira luminosa.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
E se caíssemos para este buraco negro,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
veríamos toda essa luz a girar em torno dele,
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
e poderíamos até mesmo começar a atravessar essa sombra
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
e realmente nem perceber que algo dramático estava a acontecer.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
Seria mau se tentássemos ligar os nossos foguetões e sair de lá
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
porque não conseguiríamos,
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
tal como a luz não consegue escapar.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
Mas, apesar do buraco negro ser escuro visto de fora,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
não é escuro por dentro,
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
porque toda a luz da galáxia pode cair atrás de nós.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
E mesmo que, devido a um efeito relativístico conhecido como dilatação do tempo,
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
os nossos relógios parecessem abrandar
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
em relação ao tempo galáctico,
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
pareceria como se a evolução da galáxia
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
tivesse sido acelerada e atirada contra nós,
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
mesmo antes de sermos esmagados até à morte pelo buraco negro.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
Seria como uma experiência de quase-morte
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
onde veríamos a luz ao fundo do túnel,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
mas é uma experiência de morte total.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(Risos)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
E não há forma de contar a ninguém
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
acerca da luz ao final do túnel.
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
Nós nunca vimos uma sombra como esta de um buraco negro,
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
mas os buracos negros podem ser ouvidos,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
mesmo que não sejam vistos.
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
Imaginem agora tomando uma situação astrofísica realista --
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
imaginem dois buracos negros que viveram uma vida longa juntos.
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
Talvez tenham começado como estrelas
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
e colapsado em dois buracos negros --
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
cada um com 10 vezes a massa do sol.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
Então agora vamos esmagá-los até 60 km de diâmetro.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
Eles podem estar a girar
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
centenas de vezes por segundo.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
No final das suas vidas,
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
eles estão a rodar em torno um do outro muito perto da velocidade da luz.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
Então, eles estão a atravessar milhares de quilómetros
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
numa fração de segundo.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
E ao fazê-lo, eles não só curvam o espaço,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
mas deixam para trás em seu rasto
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
um som do espaço,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
uma onda real no espaço-tempo.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
O espaço comprime-se e alonga-se
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
à medida que emana destes buracos negros
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
batendo sobre o universo.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
E eles viajam para o cosmos
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
à velocidade da luz.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
Esta simulação de computador
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
foi feita por um grupo de relatividade da NASA Goddard.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
Demorou quase 30 anos para que alguém no mundo resolvesse este problema.
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
Este foi um dos grupos.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
Mostra dois buracos negros em órbita um em torno do outro,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
novamente, com a ajuda destas curvas pintadas.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
E se virem -- é um pouco desmaiado --
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
mas se virem as ondas vermelhas emanando para fora,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
essas são as ondas gravitacionais.
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
Elas são, literalmente, os sons do espaço,
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
e viajam para fora desses buracos negros à velocidade da luz
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
à medida que soam e coalescem
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
para um buraco negro giratório e calmo
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
ao final do dia.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
Se estivermos perto o suficiente,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
o nosso ouvido ressoaria
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
com a compressão e o alongamento do espaço.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
Poderiamos literalmente ouvir o som.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
Agora, é claro, a nossa cabeça seria espremida e esticada inutilmente,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
por isso poderiamos ter problemas para perceber o que estava a acontecer.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
Mas gostaria de tocar para vós
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
o som que prevemos.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
Isto é do meu grupo --
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
um modelo de computador ligeiramente menos glamoroso.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
Imaginem um buraco negro mais leve
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
a cair para um buraco negro muito pesado.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
O som que estão a ouvir
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
é a luz do buraco negro batendo sobre o espaço
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
cada vez que se aproxima.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
Se ficar mais longe, será um pouco mais quieto.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
Mas aproxima-se como um malho,
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
e, literalmente, fissura o espaço,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
balançando como um tambor.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
E podemos prever como o som será.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
Sabemos que, enquanto ele cai,
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
fica mais rápido e soa mais alto.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
E, a dada altura,
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
vamos ouvir o mais pequeno a cair para dentro do maior.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(Bater)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
Depois desaparece.
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
Agora, nunca o ouvi tão alto -- na verdade é mais dramático.
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
Em casa soa mais como um anticlímax.
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
É uma espécie de ding, ding, ding.
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
Este é outro som do meu grupo.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
Não, não estou a mostrar nenhumas imagens,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
porque os buracos negros não deixam para trás
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
trilhos úteis de tinta,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
e o espaço não é pintado,
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
mostrando-vos as curvas.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
Mas se estiverem a flutuar pelo espaço num feriado espacial
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
e ouvirem isto,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
é melhor porem-se a mexer.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(Risos)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
É melhor afastarem-se do som.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
Ambos os buracos negros se estão a mover.
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
Ambos os buracos negros se estão a aproximar.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
Neste caso, ambos estão a oscilar bastante.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
E então eles vão fundir-se.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(Bater)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
Agora desapareceram.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
Aquele chilro é muito característico dos buracos negros que se fundem --
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
chilra no final.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
Agora, esta é a nossa previsão
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
para o que veremos.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
Felizmente estamos a esta distância segura em Long Beach, Califórnia.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
E seguramente, algures no universo
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
dois buracos negros fundiram-se.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
E certamente, o espaço ao nosso redor
12:34
is ringing
298
739000
2000
está a soar
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
depois de viajar talvez um milhão de anos luz, ou um milhão de anos,
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
à velocidade da luz para chegar até nós.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
Mas o som é demasiado silencioso para qualquer um de nós o ouvir.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
Há muitas experiências industriosas a serem construídas na Terra --
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
uma chamada LIGO --
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
que detetará desvios
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
na compressão e no alongamento do espaço
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
a menos do que a fração de um núcleo de um átomo
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
ao longo de quatro quilómetros.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
É uma experiência extraordinariamente ambiciosa,
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
e estará numa sensibilidade avançada
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
nos próximos anos - para capturar isto.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
Há também uma missão proposta para o espaço,
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
que será lançada, esperamos, nos próximos dez anos,
13:11
called LISA.
313
776000
2000
chamada LISA.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
E a LISA será capaz de ver buracos negros super-massivos --
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
buracos negros de milhões ou biliões de vezes
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
a massa do Sol.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
Nesta imagem do Hubble, vemos duas galáxias.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
Elas parecem que estão congeladas num abraço.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
E cada uma provavelmente aloja
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
um buraco negro massivo no seu centro.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
Mas não estão congeladas,
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
estão de facto a fundir-se.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
Estes dois buracos negros estão a colidir,
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
e vão fundir-se numa escala de tempo de biliões de anos.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
Está para além da nossa perceção humana
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
captar uma canção com essa duração.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
Mas a LISA poderá ver as fases finais
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
de dois buracos negros super-massivos
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
mais cedo na história do universo,
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
os últimos 15 minutos antes de caírem juntos.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
E não é somente os buracos negros,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
mas também qualquer grande perturbação no universo --
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
e o maior de todos eles é o Big Bang.
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
Quando essa expressão foi cunhada, era pejorativa --
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
tipo, "Oh, quem acreditaria num Big Bang?"
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
Mas agora realmente pode ser tecnicamente mais precisa,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
porque talvez bata;
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
talvez faça um som.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
Esta animação dos meus amigos da Proton Studios
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
mostra o que é ver o Big Bang de fora.
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
Não queremos nunca fazer tal coisa, queremos estar dentro do universo,
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
porque não existe tal coisa como estar fora do universo.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
Portanto imaginem que estão dentro do Big Bang.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
Está em todo o lado, está ao seu redor,
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
e o espaço está a balançar caoticamente.
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
14 mil milhões de anos passam
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
e esta canção está ainda a tocar ao nosso redor.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
As galáxias formam-se,
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
e gerações de estrelas formam-se nessas galáxias.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
E em volta de uma estrela,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
pelo menos de uma estrela,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
está um planeta habitável.
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
E cá estamos nós a construir freneticamente estas experiências,
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
fazendo estes cálculos, escrevendo este códigos de computador.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
Imaginem mil milhões de anos atrás,
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
dois buracos negros a colidirem.
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
Essa canção tem estado a tocar através do espaço
14:57
for all that time.
358
882000
2000
durante esse tempo todo.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
Nós nem sequer cá estávamos.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
Aproxima-se mais e mais --
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
40,000 anos atrás, ainda estávamos a fazer pinturas nas cavernas.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
é tipo despacha-te, constrói os teus instrumentos.
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
Está a aproximar-se mais e mais, e em 20 ..
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
qualquer que seja o ano
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
quando os nosso detectores estiverem finalmente com uma sensibilidade avançada --
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
iremos construí-los, ligaremos as máquinas
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
e, bang, vamos apanhá-la -- a primeira canção do espaço.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
se fosse o Big Bang que captássemos,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
soaria a isto.
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(Estática) É um som terrível.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
é literalmente a definição de barulho.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
É ruído branco, é mesmo um som caótico.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
Mas está ao nosso redor por todo o lado, presumivelmente,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
se não foi varrido
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
por outro processo qualquer no universo.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
E se o apanharmos, será musica para os nossos ouvidos,
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
porque será o eco silencioso
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
daquele momento da nossa criação,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
do nosso universo observável.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
Portanto nos próximos anos,
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
seremos capazes de aumentar um pouco o som da banda sonora,
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
traduzir o universo em áudio.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
Mas se detetarmos esses momentos iniciais,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
ficaremos muito mais próximos
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
de uma compreensão do big bang,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
e, com isso, muito mais próximos
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
de perguntar algumas das questão mais duras, mais esquivas.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
Se corrermos um filme do nosso universo para trás,
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
sabemos que existiu um Big Bang no nosso passado,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
e podemos até ouvir o seu som cacofónico,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
mas foi o nosso Big Bang o único Big Bang?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
Quer dizer, temos de perguntar, terá acontecido antes?
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
Voltará a acontecer novamente?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
Quer dizer, no espírito de estar à altura do desafio da TED,
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
para reacender o assombro,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
podemos fazer questões, pelo menos durante este último minuto,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
que honestamente poderão fugir-nos para sempre.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
Mas temos de perguntar:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
Será possível que o nosso universo
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
seja apenas uma pluma de alguma história maior?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
Ou, será possível que sejamos apenas um ramo de um multiverso --
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
cada ramo com o seu próprio Big Bang no seu passado --
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
talvez alguns com buracos negros a tocar tambores,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
talvez alguns sem --
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
talvez alguns com vida consciente, e talvez alguns sem --
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
não no nosso passado, não no nosso futuro,
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
mas de alguma forma fundamentalmente ligada a nós?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
Portanto temos de nos perguntar, se existe um multiverso,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
em qualquer outro ramo desse multiverso,
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
haverá criaturas?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
Aqui estão as minhas criaturas do multiverso.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
Haverá outras criaturas no multiverso,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
questionando-se acerca de nós
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
e acerca das suas próprias origens?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
E se existirem,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
Consigo imaginá-los como nós,
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
calculando, escrevendo código de computador,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
construindo instrumentos,
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
tentado detetar aquele som mais ténue
17:28
of their origins
420
1033000
2000
das suas origens
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
e perguntando-se quem mais está lá fora.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
Obrigada. Obrigada.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Janna Levin - PhysicistJanna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.”
Why you should listen
Janna Levin is a Professor of Physics and Astronomy at Barnard College of Columbia University. Her scientific research concerns the early universe, chaos and black holes. Her second book – a novel, A Madman Dreams of Turing Machines – won the PEN/Bingham Fellowship for Writers and was a runner-up for the PEN/Hemingway award for "a distinguished book of first fiction." She is the author of the popular science book, How the Universe Got Its Spots: Diary of a Finite Time in a Finite Space.
She holds a BA in Physics and Astronomy from Barnard College with a concentration in Philosophy, and a PhD from MIT in Physics. She has worked at the Center for Particle Astrophysics (CfPA) at the University of California, Berkeley before moving to the UK where she worked at Cambridge University in the Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP). Just before returning to New York, she was the first scientist-in-residence at the Ruskin School of Fine Art and Drawing at Oxford with an award from the National Endowment for Science, Technology, and Arts (NESTA).
Listen to a Q&A with another TED speaker, Krista Tippett -- where they talk math and faith and truth and more ...
Janna Levin | Speaker | TED.com