Serious Play 2008
George Smoot: The design of the universe
George Smoot sobre o design do universo
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Em Serious Play 2008, o astrofísico George Smoot mostra incríveis novas imagens as pesquisas do espaço distante, e nos leva a refletir sobre como o cosmos -- com suas gigantescas teias de matéria escura e misteriosos vazios -- se construiu desta forma.
George Smoot - Astrophysicist
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
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I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,
0
0
4000
Eu achei que iria pensar em mudar sua perspectiva do mundo um pouco,
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and showing you some of the designs that we have in nature.
1
4000
3000
e mostrar a vocês alguns dos designs que temos na natureza.
00:23
And so, I have my first slide to talk about
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7000
4000
Assim, tenho meu primeiro slide para falar sobre
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the dawning of the universe and what I call
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11000
3000
a aurora do universo e o que eu chamo
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the cosmic scene investigation, that is, looking at
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14000
2000
a investigação da cena cósmica, ou seja, examinar
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the relics of creation and inferring what happened at the beginning,
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16000
4000
as relíquias da criação e inferir o que aconteceu no início,
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and then following it up and trying to understand it.
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20000
3000
e então seguir a trilha e tentar entendê-lo.
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And so one of the questions that I asked you is,
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23000
2000
Portanto uma das questões que eu perguntei a vocês é,
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when you look around, what do you see?
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25000
2000
quando olham à sua volta, o que vêem?
00:43
Well, you see this space that's created by designers
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27000
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Bem, vêem este espaço que é criado por designers
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and by the work of people, but what you actually see
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31000
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e pelo trabalho de pessoas, mas o que realmente vêem
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is a lot of material that was already here,
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35000
2000
é um monte de material que já estava aqui,
00:53
being reshaped in a certain form.
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37000
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sendo remoldado de alguma forma.
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And so the question is: how did that material get here?
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39000
3000
Portanto a questão é: como aquele material chegou aqui?
00:58
How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?
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42000
3000
Como ele chegou à forma que ele tinha antes de ser remoldado, e assim por diante?
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It's a question of what's the continuity?
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45000
3000
É a questão de o que é a continuidade?
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So one of the things I look at is,
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48000
2000
Então uma das coisas que tento descobrir é,
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how did the universe begin and shape?
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50000
2000
como o universo começou e se formou?
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What was the whole process in the creation and the evolution of the universe
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52000
4000
Qual foi o processo geral na criação e evolução do universo
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to getting to the point that we have these kinds of materials?
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56000
2000
para chegar ao ponto em que temos estes tipos de materiais?
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So that's sort of the part, and let me move on then and show you
20
58000
4000
Esta é uma parte, e deixem-me prosseguir e lhes mostrar
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the Hubble Ultra Deep Field.
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62000
2000
o Hubble de Campo Ultra Profundo.
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If you look at this picture,
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64000
2000
Se observarem esta imagem,
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what you will see is a lot of dark with some light objects in it.
23
66000
4000
o que verão é um monte de escuridão com alguns objetos luminosos nela.
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And everything but -- four of these light objects are stars,
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70000
2000
Quatro destes objetos são estrelas,
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and you can see them there -- little pluses.
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72000
2000
e vocês podem vê-las ali -- pequenas cruzes.
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This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?
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74000
5000
Esta é uma estrela, esta é uma estrela, todo o resto é uma galáxia, OK?
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So there's a couple of thousand galaxies
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79000
2000
Portanto há alguns milhares de galáxias
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you can see easily with your eye in here.
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81000
3000
vocês podem ver facilmente aqui.
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And when I look out at particularly this galaxy,
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84000
2000
E quando eu olho em particular para esta galáxia,
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which looks a lot like ours, I wonder if there's
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86000
2000
que parece muito com a nossa, imagino se existe
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an art design college conference going on,
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88000
3000
uma conferência de uma escola de arte acontecendo,
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and intelligent beings there are thinking about, you know,
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91000
3000
e seres inteligentes lá pensando sobre, sabem,
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what designs they might do, and there might be a few cosmologists
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94000
3000
que designs devem fazer, e podem existir alguns cosmólogos,
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trying to understand where the universe itself came from,
34
97000
2000
tentando entender de onde o próprio universo veio,
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and there might even be some in that galaxy looking at ours
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99000
2000
e podem mesmo existir alguns naquela galáxia olhando para a nossa
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trying to figure out what's going on over here.
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101000
2000
tentando imaginar o que está acontecendo aqui.
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But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,
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103000
3000
Mas existem muitas outras galáxias, e algumas estão próximas,
02:02
and they're kind of the color of the Sun,
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106000
1000
e elas têm uma cor similar à do Sol,
02:03
and some are further away and they're a little bluer, and so forth.
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107000
3000
e algumas estão mais distantes e elas são um pouco mais azuis, e etc.
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But one of the questions is -- this should be, to you --
40
110000
4000
Mas uma das questões é -- deveria ser, para vocês --
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how come there are so many galaxies?
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114000
2000
como existem tantas galáxias?
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Because this represents a very clean fraction of the sky.
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116000
2000
Porque isto representa uma fração bem clara do céu.
02:14
This is only 1,000 galaxies.
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118000
2000
Aqui estão só 1000 galáxias.
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We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,
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120000
3000
Acreditamos que existem da ordem -- visíveis ao telescópio Hubble,
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if you had the time to scan it around --
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123000
2000
se vocês tiverem tempo de percorrê-las --
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about 100 billion galaxies. Right?
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125000
2000
em torno de 100 bilhões de galáxias. Certo?
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It's a very large number of galaxies.
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127000
2000
É um número muito grande de galáxias.
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And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.
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129000
3000
E isto é aproximadamente o número de estrelas que existem em nossa galáxia.
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But when you look at some of these regions like this, you'll see
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132000
2000
Mas quando vocês olham para algumas destas regiões como esta, verão
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more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.
50
134000
3000
mais galáxias que estrelas, o que é uma espécie de contrasenso.
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So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,
51
137000
6000
Então a questão que deveria vir à cabeça é, que tipo de design, sabe,
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what kind of creative process and what kind of design
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143000
2000
que tipo de processo criativo e que tipo de design
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produced the world like that?
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145000
2000
produziu o mundo assim?
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And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.
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147000
2000
E então vou mostrar a vocês que é na verdade bem mais complicado.
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We're going to try and follow it up.
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149000
2000
Vamos tentar seguir essa linha.
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We have a tool that actually helps us out in this study,
56
151000
3000
Temos uma ferramenta que realmente nos ajuda neste estudo,
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and that's the fact that the universe is so incredibly big
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154000
3000
e é o fato de que o universo é tão incrivelmente grande
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that it's a time machine, in a certain sense.
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157000
3000
que é uma máquina do tempo, de certo modo.
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We draw this set of nested spheres cut away so you see it.
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160000
3000
Desenhamos este conjunto de esferas aninhadas recortadas para vocês verem.
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Put the Earth at the center of the nested spheres,
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163000
2000
Coloquem a Terra no centro destas esferas,
03:01
just because that's where we're making observations.
61
165000
2000
apenas porque é onde estamos fazendo as observações.
03:03
And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon
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167000
3000
E a lua está apenas dois segundos distante, então se você fotografa a lua
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using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.
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170000
3000
usando luz comum, é a lua de dois segundos atrás, e não importa.
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Two seconds is like the present.
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173000
2000
Dois segundos é como o presente.
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The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,
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175000
3000
O Sol está oito minutos atrás. Não é muita coisa, certo,
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unless there's solar flares coming then you want to get out the way.
66
178000
2000
exceto se há explosões solares chegando então você quer sair do caminho.
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You'd like to have a little advance warning.
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180000
2000
Você gostaria de ter uma aviso com antecedência.
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But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.
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182000
3000
Mas você chega a Jupiter está 40 minutos distante. É um problema.
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You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars
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185000
2000
Você ouviu falar de Marte, é um problema se comunicar com Marte.
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because it takes light long enough to go there.
70
187000
3000
porque demora à luz tanto tempo para chegar lá.
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But if you look out to the nearest set of stars,
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190000
3000
Mas se você procura a constelação mais próxima,
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to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.
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193000
3000
as 40 ou 50 estrelas mais próximas, é em torno de 10 anos.
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So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.
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196000
3000
Então se você tira uma foto do que acontece, é de 10 anos atrás.
03:35
But you go and look to the center of the galaxy,
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199000
2000
Mas você olha para o centro da galáxia,
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it's thousands of years ago.
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201000
1000
é mil anos atrás.
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If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,
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202000
3000
Se você olha para Andromeda, que é a grande galáxia mais próxima,
03:41
and it's two million years ago.
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205000
1000
são dois milhões de anos atrás.
03:42
If you took a picture of the Earth two million years ago,
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206000
2000
E se você tirasse uma foto da Terra dois milhões de anos atrás,
03:44
there'd be no evidence of humans at all,
79
208000
2000
não haveria nenhum sinal de humanos,
03:46
because we don't think there were humans yet.
80
210000
2000
porque não acho que existissem humanos então.
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I mean, it just gives you the scale.
81
212000
2000
Isto dá a vocês a escala.
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With the Hubble Space Telescope, we're looking at
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214000
2000
Com o telescópio espacial Hubble, estamos olhando para
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hundreds of millions of years to a billion years.
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216000
2000
centenas de milhões de anos a um bilhão de anos.
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But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --
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218000
5000
mas se fôssemos capazes de ter uma idéia de como olhar mais longe --
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there's some things even further,
85
223000
1000
existem algumas coisas ainda mais distantes,
04:00
and that was what I did in a lot of my work,
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224000
2000
e é isso que fiz em muito do meu trabalho,
04:02
was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier
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226000
4000
desenvolver as técnicas -- podemos olhar para ainda antes
04:06
epochs before there were stars and before there were galaxies,
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230000
2000
épocas antes de existirem estrelas e antes de existirem galáxias,
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back to when the universe was hot and dense and very different.
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232000
4000
no tempo em que o universo era quente e denso e muito diferente.
04:12
And so that's the sort of sequence,
90
236000
2000
Então este é o tipo de sequência,
04:14
and so I have a more artistic impression of this.
91
238000
2000
e eu tenho uma impressão mais artística disto.
04:16
There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,
92
240000
3000
Existe a galáxia no meio, que é a Via Láctea,
04:19
and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,
93
243000
3000
e por ali está o Hubble -- próximo, sabe, como galáxias,
04:22
and there's a sphere that marks the different times.
94
246000
2000
e existe uma esfera que marca cada diferente tempo.
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And behind that are some more modern galaxies.
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248000
2000
E atrás daquilo estão algumas galáxias mais modernas.
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You see the whole big picture?
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250000
2000
Conseguem ter uma visão geral?
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The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?
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252000
3000
O começo do tempo é engraçado -- está do lado de fora, certo?
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And then there's a part of the universe we can't see
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255000
2000
E então existe a parte do universo que não podemos ver
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because it's so dense and so hot, light can't escape.
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257000
3000
porque é tão denso e tão quente, que a luz não consegue sair.
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It's like you can't see to the center of the Sun;
100
260000
2000
É como você não conseguir ver o centro do Sol,
04:38
you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.
101
262000
3000
você tem de usar outras técnicas para saber o que acontece dentro do Sol.
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But you can see the edge of the Sun,
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265000
1000
Mas você consegue ver a superfície do Sol,
04:42
and the universe gets that way, and you can see that.
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266000
2000
E o universo é do mesmo jeito, você pode ver isso.
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And then you see this sort of model area around the outside,
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268000
4000
Então você vê como que um modelo da área em torno do exterior,
04:48
and that is the radiation coming from the Big Bang,
105
272000
3000
e esta é a radiação vindo do Big Bang,
04:51
which is actually incredibly uniform.
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275000
2000
que é mesmo incrivelmente uniforme.
04:53
The universe is almost a perfect sphere,
107
277000
2000
O universo é praticamente uma esfera perfeita,
04:55
but there are these very tiny variations
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279000
2000
mas existem estas variações muito pequenas
04:57
which we show here in great exaggeration.
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281000
3000
que nós mostramos aqui bastante exageradas.
05:00
And from them in the time sequence we're going to have to go
110
284000
4000
E delas na sequência de tempo vamos chegar
05:04
from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars
111
288000
4000
destas minúsculas variações a estas galáxias irregulares e primeiras estrelas
05:08
to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.
112
292000
4000
para estas galáxias mais avançadas, e eventualmente o sistema solar, e etc.
05:12
So it's a big design job,
113
296000
3000
Portanto é um grande trabalho de design,
05:15
but we'll see about how things are going on.
114
299000
2000
mas veremos como as coisas estão acontecendo.
05:17
So the way these measurements were done,
115
301000
2000
Assim a forma como estas medições foram feitas,
05:19
there's been a set of satellites, and this is where you get to see.
116
303000
3000
existe um conjunto de satélites, e isto é onde você consegue ver.
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So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,
117
306000
4000
Havia o satélite COBE, que foi lançado em 1989,
05:26
and we discovered these variations.
118
310000
2000
e nós descobrimos estas variações.
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And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --
119
312000
3000
Então em 2000, o satélite MAP foi lançado -- o WMAP --
05:31
and it made somewhat better pictures.
120
315000
2000
e ele produziu imagens razoavelmente melhores.
05:33
And later this year -- this is the cool stealth version,
121
317000
4000
E mais tarde este ano -- esta é a versão legal,
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the one that actually has some beautiful design features to it,
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321000
4000
a que tem realmente algumas belas características de design,
05:41
and you should look -- the Planck satellite will be launched,
123
325000
2000
e vocês devem ver -- o satélite Planck será lançado,
05:43
and it will make very high-resolution maps.
124
327000
2000
e ele vai produzir mapas de altíssima resolução.
05:45
And that will be the sequence of understanding
125
329000
3000
E isso vai ser a sequência de compreensão
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the very beginning of the universe.
126
332000
1000
do início absoluto do universo.
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And what we saw was, we saw these variations, and then they told us
127
333000
4000
E o que vimos era, vimos estas variações, e nos disseram
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the secrets, both about the structure of space-time,
128
337000
3000
os segredos, tanto sobre a estrutura do espaço-tempo,
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and about the contents of the universe,
129
340000
2000
e sobre o conteúdo do universo,
05:58
and about how the universe started in its original motions.
130
342000
3000
e sobre como o universo começou em seus movimentos originais.
06:01
So we have this picture, which is quite a spectacular picture,
131
345000
3000
Assim temos esta imagem, que é bem espetacular,
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and I'll come back to the beginning, where we're going to have
132
348000
2000
e voltarei ao início, onde iremos ter
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some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.
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350000
4000
alguns processos misteriosos que impulsionaram o universo no início.
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And we go through a period of accelerating expansion, and the universe
134
354000
4000
E nós vamos atravessar um período de expansão acelerada, e o universo
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expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,
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358000
4000
expande e esfria até chegar ao ponto onde ele fica transparente,
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then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,
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362000
2000
então para as eras escuras, e então as primeiras estrelas acendem,
06:20
and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.
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364000
5000
e elas evoluem em galáxias, e então mais tarde elas alcançam galáxias maiores.
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And somewhere around this period is when our solar system started forming.
138
369000
3000
E em algum ponto nesse período é quando nosso sistema solar começou a se formar.
06:28
And it's maturing up to the present time.
139
372000
3000
E está amadurecendo até o momento atual.
06:31
And there's some spectacular things.
140
375000
2000
E existem algumas coisas espetaculares.
06:33
And this wastebasket part, that's to represent
141
377000
3000
E esta parte do cesto, é para representar
06:36
what the structure of space-time itself is doing during this period.
142
380000
2000
o que a estrutura do espaço-tempo em si está fazendo durante este período.
06:38
And so this is a pretty weird model, right?
143
382000
4000
Portanto é um modelo bem estranho, certo?
06:42
What kind of evidence do we have for that?
144
386000
2000
Que tipo de prova temos para isso?
06:44
So let me show you some of nature's patterns
145
388000
3000
Deixem-me lhes mostrar alguns dos padrões da natureza
06:47
that are the result of this.
146
391000
1000
que são o resultado disto.
06:48
I always think of space-time as being the real substance of space,
147
392000
4000
Eu sempre penso no espaço-tempo como sendo a substância real do espaço,
06:52
and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.
148
396000
5000
e as galáxias e as estrelas são como a espuma no oceano.
06:57
It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.
149
401000
4000
É um marcador de onde as ondas interessantes estão e o que aconteceu.
07:01
So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.
150
405000
6000
Então aqui está o Sloan Digital Sky Survey mostrando a localização de um milhão de galáxias.
07:07
So there's a dot on here for every galaxy.
151
411000
2000
Existe um ponto aqui para cada galáxia.
07:09
They go out and point a telescope at the sky, take a picture,
152
413000
3000
Eles apontam o telescópio para o céu, tiram uma foto,
07:12
identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,
153
416000
3000
identificam quais são as estrelas e as tiram fora, procuram pelas galáxias,
07:15
estimate how far away they are, and plot them up.
154
419000
3000
estimam quão longe elas estão, e plotam elas.
07:18
And just put radially they're going out that way.
155
422000
2000
e apenas exibindo radialmente elas ficam daquele jeito.
07:20
And you see these structures, this thing we call the Great Wall,
156
424000
3000
E vocês vêem estas estruturas, esta coisa nós chamamos a Grande Muralha,
07:23
but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out
157
427000
3000
mas existem vazios e estas coisas, e elas como que desvanecem
07:26
because the telescope isn't sensitive enough to do it.
158
430000
2000
porque o telescópio não é sensível o suficiente para elas.
07:28
Now I'm going to show you this in 3D.
159
432000
3000
Agora vou lhes mostrar isto em 3D.
07:31
What happens is, you take pictures
160
435000
1000
O que acontece é, você tira fotos
07:32
as the Earth rotates, you get a fan across the sky.
161
436000
3000
enquanto a Terra gira, você obtém uma fatia ao longo do céu.
07:35
There are some places you can't look because of our own galaxy,
162
439000
2000
Existem alguns lugares que vocês não podem ver por causa da nossa própria galáxia,
07:37
or because there are no telescopes available to do it.
163
441000
4000
ou porque não existem telescópios disponíveis para fazê-lo.
07:41
So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.
164
445000
4000
Então a próxima imagem mostra a vocês versões tridimensionais desta rotação.
07:45
Do you see the fan-like scans made across the sky?
165
449000
3000
Vocês vêem as varreduras em cone feitas ao longo do céu?
07:48
Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,
166
452000
6000
Lembrem-se, cada ponto aqui é uma galáxia, e vocês vêem as galáxias,
07:54
you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.
167
458000
4000
sabem, como que nossa vizinhança, e dá para ver a estrutura.
07:58
And you see this thing we call the Great Wall,
168
462000
2000
E vocês vêem que esta coisa que chamamos Grande Muralha,
08:00
and you see the complicated structure, and you see these voids.
169
464000
3000
E vocês vêem a complicada estrutura, e estes vazios.
08:03
There are places where there are no galaxies and there are places
170
467000
2000
Existem lugares onde não existem galáxias e existem lugares
08:05
where there are thousands of galaxies clumped together, right.
171
469000
3000
em que há milhares de galáxias amontoadas, certo.
08:08
So there's an interesting pattern,
172
472000
2000
Então há um padrão interessante,
08:10
but we don't have enough data here to actually see the pattern.
173
474000
2000
mas nós não temos dados suficientes aqui para realmente ver o padrão.
08:12
We only have a million galaxies, right?
174
476000
2000
Temos apenas um milhão de galáxias, certo?
08:14
So we're keeping, like, a million balls in the air
175
478000
2000
Então estamos mantendo como um milhão de bolas no ar
08:16
but, what's going on?
176
480000
2000
mas, o que está acontecendo?
08:18
There's another survey which is very similar to this,
177
482000
2000
Existe outra pesquisa que é bem similar a esta,
08:20
called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
178
484000
6000
chamada Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
08:26
Now we're going to fly through it at warp a million.
179
490000
3000
Agora vamos voar através dela em velocidade warp de um milhão.
08:29
And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --
180
493000
4000
E sempre que existir uma galáxia -- nesta posição há uma galáxia --
08:33
and if we know anything about the galaxy, which we do,
181
497000
2000
e se sabemos algo sobre a galáxia, o que é fato,
08:35
because there's a redshift measurement and everything,
182
499000
2000
porque existe um desvio para vermelho na medição e tudo,
08:37
you put in the type of galaxy and the color,
183
501000
2000
você coloca o tipo da galáxia e a cor,
08:39
so this is the real representation.
184
503000
2000
então esta é uma representação real.
08:41
And when you're in the middle of the galaxies
185
505000
1000
E quando você está no meio das galáxias
08:42
it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.
186
506000
3000
é difícil ver o padrão; é como estar no meio da vida.
08:45
It's hard to see the pattern in the middle of the audience,
187
509000
1000
É difícil ver o padrão no meio da audiência,
08:46
it's hard to see the pattern of this.
188
510000
2000
é difícl ver o padrão disto.
08:48
So we're going to go out and swing around and look back at this.
189
512000
3000
Então vamos sair e dar a volta e olhar para isto.
08:53
And you'll see, first, the structure of the survey,
190
517000
4000
E vocês verão, primeiro, a estrutura da pesquisa,
08:57
and then you'll start seeing the structure of the galaxies
191
521000
3000
e então vocês começarão a ver a estrutura das galáxias
09:00
that we see out there.
192
524000
3000
que vemos ali.
09:06
So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.
193
530000
3000
E de novo, vocês podem ver a extensão desta Grande Muralha de galáxias aparecendo aqui.
09:09
But you can see the voids,
194
533000
2000
Mas vocês podem ver os vazios,
09:11
you can see the complicated structure, and you say,
195
535000
4000
vocês podem ver a estrutura complicada, e dirão,
09:15
well, how did this happen?
196
539000
2000
bem, como isto aconteceu?
09:17
Suppose you're the cosmic designer.
197
541000
2000
Suponha que você é o designer cósmico.
09:19
How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?
198
543000
2000
Como você vai por as galáxias lá em um padrão como aquele?
09:21
It's not just throwing them out at random.
199
545000
2000
Não é só atirar elas aleatoriamente.
09:23
There's a more complicated process going on here.
200
547000
2000
Existe um processo mais complicado acontecendo aqui.
09:25
How are you going to end up doing that?
201
549000
2000
Como você vai acabar fazendo aquilo?
09:27
And so now we're in for some serious play.
202
551000
3000
E então agora estamos prontos para o jogo sério.
09:30
That is, we have to seriously play God,
203
554000
2000
Que é, temos de seriamente brincar de Deus,
09:32
not just change people's lives, but make the universe, right.
204
556000
3000
não apenas mudar a vida das pessoas, mas fazer o universo, certo?
09:35
So if that's your responsibility, how are you going to do that?
205
559000
3000
Então se esta é sua responsabilidade, como você vai fazer aquilo?
09:38
What's the kind of technique?
206
562000
1000
Que tipo de técnica vai usar?
09:39
What's the kind of thing you're going to do?
207
563000
2000
Que tipo de coisa você está para fazer?
09:41
So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation
208
565000
4000
Então vou mostrar a vocês os resultados de uma simulação de grande escala
09:45
of what we think the universe might be like, using, essentially,
209
569000
4000
do que como pensamos que o universo é, usando essencialmente,
09:49
some of the play principles and some of the design principles that,
210
573000
3000
alguns dos princípios de jogo e alguns dos princípios de design que,
09:52
you know, humans have labored so hard to pick up,
211
576000
3000
sabem, humanos trabalharam tão duro para obter,
09:55
but apparently nature knew how to do at the beginning.
212
579000
3000
mas aparentemente a natureza sabia como fazer desde o começo.
09:58
And that is, you start out with very simple ingredients
213
582000
4000
E isto é, você começa com ingredientes muito simples
10:02
and some simple rules,
214
586000
1000
e algumas regras simples,
10:04
but you have to have enough ingredients to make it complicated.
215
588000
3000
mas você tem de ter ingredientes suficientes para tornar complicado.
10:07
And then you put in some randomness,
216
591000
4000
E então coloca alguma aleatoriedade,
10:11
some fluctuations and some randomness,
217
595000
2000
algumas flutuações e alguma aleatoriedade,
10:13
and realize a whole bunch of different representations.
218
597000
3000
e descobre um enorme conjunto de diferentes representações.
10:16
So what I'm going to do is show you
219
600000
2000
Portanto o que vou fazer é mostrar a vocês
10:18
the distribution of matter as a function of scales.
220
602000
2000
a distribuição da matéria em função das escalas.
10:20
We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.
221
604000
3000
Vamos ampliar, mas este é um desenho do que é.
10:23
And we had to add one more thing to make the universe come out right.
222
607000
4000
E tivemos de adicionar uma coisa mais para fazer o universo sair certo.
10:27
It's called dark matter.
223
611000
2000
É chamada matéria escura.
10:29
That is matter that doesn't interact with light
224
613000
1000
Que é matéria que não interage com a luz
10:30
the typical way that ordinary matter does,
225
614000
2000
do modo típico como a matéria normal faz,
10:32
the way the light's shining on me or on the stage.
226
616000
3000
do modo como a luz está brilhando sobre mim no palco.
10:35
It's transparent to light, but in order for you to see it,
227
619000
2000
é transparente à luz, mas para que vocês vejam ela,
10:37
we're going to make it white. OK?
228
621000
2000
vamos torná-la branca, OK?
10:39
So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.
229
623000
3000
Então a coisa que nesta imagem é branca, isso é matéria escura.
10:42
It should be called invisible matter,
230
626000
2000
Deveria ser chamada matéria invisível,
10:44
but the dark matter we've made visible.
231
628000
2000
mas a matéria escura nós tornamos visível.
10:46
And the stuff that is in the yellow color,
232
630000
3000
E as coisas que estão na cor amarela,
10:49
that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.
233
633000
4000
essas são o tipo de matéria normal que está transformada em estrelas e galáxias.
10:53
So I'll show you the next movie.
234
637000
2000
Então vou mostrar a vocês no próximo filme.
10:55
So this -- we're going to zoom in.
235
639000
3000
Então é isto -- vamos ampliar.
10:58
Notice this pattern and pay attention to this pattern.
236
642000
2000
Notem este padrão e prestem atenção a este padrão.
11:00
We're going to zoom in and zoom in.
237
644000
3000
Vamos ampliar e ampliar.
11:04
And you'll see there are all these filaments and structures and voids.
238
648000
4000
E vocês verão que existem todos estes filamentos e estruturas e vazios.
11:08
And when a number of filaments come together in a knot,
239
652000
3000
E quando um número de filamentos se encontram em um nó,
11:11
that makes a supercluster of galaxies.
240
655000
2000
isso produz um super aglomerado de galáxias.
11:13
This one we're zooming in on
241
657000
2000
É nisso que estamos aproximando
11:15
is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.
242
659000
3000
é algo entre 100.000 e um milhão de galáxias naquela pequena região.
11:18
So we live in the boonies.
243
662000
1000
Então vivemos no subúrbio.
11:19
We don't live in the center of the solar system,
244
663000
3000
Não vivemos no centro do sistema solar,
11:22
we don't live in the center of the galaxy
245
666000
1000
não vivemos no centro da galáxia
11:23
and our galaxy's not in the center of the cluster.
246
667000
3000
e nossa galáxia não está no centro do aglomerado.
11:26
So we're zooming in.
247
670000
2000
Então vamos ampliar.
11:28
This is a region which probably has more than 100,000,
248
672000
2000
Esta é uma região que provavelmente tem mais de 100.000,
11:30
on the order of a million galaxies in that region.
249
674000
3000
da ordem de um milhão de galáxias naquela região.
11:33
We're going to keep zooming in. OK.
250
677000
3000
Vamos continuar ampliando. OK.
11:36
And so I forgot to tell you the scale.
251
680000
2000
E eu esqueci de lhes contar a escala.
11:38
A parsec is 3.26 light years.
252
682000
3000
Um parsec é 3.26 anos-luz.
11:41
So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.
253
685000
3000
Portanto um gigaparsec é três bilhões de anos-luz -- esta é a escala.
11:44
So it takes light three billion years to travel over that distance.
254
688000
3000
significa que demora três bilhões de anos para a luz viajar essa distância.
11:47
Now we're into a distance sort of between here and here.
255
691000
3000
Agora estamos em uma distância como entre aqui e aqui.
11:50
That's the distance between us and Andromeda, right?
256
694000
3000
Essa é a distância entre nós e Andrômeda, certo?
11:53
These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.
257
697000
3000
Estes pequenos grãos que vocês vêem aqui, eles são galáxias.
11:58
Now we're going to zoom back out,
258
702000
1000
Agora vamos afastar novamente,
12:02
and you can see this structure that,
259
706000
3000
E vocês podem ver esta estrutura que,
12:05
when we get very far out, looks very regular,
260
709000
2000
quando chegamos bem longe, parece muito regular,
12:07
but it's made up of a lot of irregular variations.
261
711000
3000
mas é feita de muitas variações irregulares.
12:10
So they're simple building blocks.
262
714000
2000
Elas são peças de construção simples.
12:12
There's a very simple fluid to begin with.
263
716000
2000
Existe um fluido muito simples para começar.
12:14
It's got dark matter, it's got ordinary matter,
264
718000
4000
Ele tem matéria escura, ele tem matéria normal,
12:18
it's got photons and it's got neutrinos,
265
722000
3000
ele tem fótons e ele tem neutrinos,
12:21
which don't play much role in the later part of the universe.
266
725000
3000
que não têm muita influência mais tarde no universo.
12:24
And it's just a simple fluid and it, over time,
267
728000
4000
E isto é apenas um fluido simples e isto, com o tempo
12:28
develops into this complicated structure.
268
732000
3000
desenvolve nesta estrutura complicada.
12:31
And so you know when you first saw this picture,
269
735000
4000
E assim vocês sabem quando vocês viram esta imagem na primeira vez
12:35
it didn't mean quite so much to you.
270
739000
2000
não significava muito para vocês.
12:37
Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe
271
741000
5000
Aqui vocês estão olhando através de um por cento do volume do universo visível
12:42
and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,
272
746000
3000
e vocês estão vendo bilhões de galáxias, certo, e nós,
12:45
but you realize they're not even the main structure.
273
749000
2000
mas vocês percebem que elas não são nem a estrutura principal.
12:47
There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,
274
751000
3000
Existe um chassi, que é a matéria escura, a matéria invisível,
12:50
that's out there that's actually holding it all together.
275
754000
3000
que está ali e que realmente une tudo.
12:53
So let's fly through it, and you can see how much harder it is
276
757000
4000
Então vamos voar através dela, e vocês podem ver quão mais difícil é
12:57
when you're in the middle of something to figure this out.
277
761000
2000
quando você está no meio de algo para perceber isto.
12:59
So here's that same end result.
278
763000
2000
Então aqui está o mesmo resultado final.
13:01
You see a filament,
279
765000
2000
Vocês vêem um filamento,
13:03
you see the light is the invisible matter,
280
767000
3000
Vocês vêem o claro, é a matéria invisível,
13:06
and the yellow is the stars or the galaxies showing up.
281
770000
4000
e o amarelo são as estrelas ou as galáxias aparecendo.
13:10
And we're going to fly around, and we'll fly around,
282
774000
2000
E vamos voar em torno, e voar em torno,
13:12
and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,
283
776000
3000
e vocês verão ocasionalmente um par de filamentos entrelaçar,
13:15
and you get a large cluster of galaxies.
284
779000
2000
e você tem um grande aglomerado de galáxias.
13:17
And then we'll fly in to where the very large cluster is,
285
781000
3000
E então vamos voar dentro para onde o grande aglomerado está,
13:20
and you can see what it looks like.
286
784000
3000
E vocês podem ver como se parece.
13:23
And so from inside, it doesn't look very complicated, right?
287
787000
3000
Então de dentro, parece bem complicado, certo?
13:26
It's only when you look at it at a very large scale,
288
790000
3000
É apenas quando você olha para ele em uma escala muito grande,
13:29
and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,
289
793000
3000
e explora ele e etc., percebe que é muito intrincado,
13:32
complicated kind of a design, right?
290
796000
3000
um tipo complicado de design, certo?
13:35
And it's grown up in some kind of way.
291
799000
4000
E ele está amadurecido de alguma forma.
13:39
So the question is,
292
803000
2000
Então a questão é,
13:41
how hard would it be to assemble this, right?
293
805000
5000
Quão difícil seria montar isto, certo?
13:46
How big a contractor team would you need
294
810000
2000
De que tamanho a equipe do seu empreiteiro precisaria ser
13:48
to put this universe together, right?
295
812000
2000
para construir o universo, certo?
13:50
That's the issue, right?
296
814000
3000
Esta é a questão, certo?
13:53
And so here we are.
297
817000
2000
Então aqui estamos.
13:55
You see how the filament --
298
819000
2000
Vocês vêem como o filamento --
13:57
you see how several filaments are coming together,
299
821000
2000
vêem como vários filamentos estão se unindo,
13:59
therefore making this supercluster of galaxies.
300
823000
4000
portanto produzindo um super aglomerado de galáxias.
14:03
And you have to understand, this is not how it would actually look
301
827000
3000
E vocês têm de entender, isto não é como realmente pareceria
14:06
if you -- first, you can't travel this fast,
302
830000
2000
Se vocês -- primeiro, não dá para viajar tão rápido,
14:08
everything would be distorted,
303
832000
1000
tudo seria distorcido,
14:09
but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.
304
833000
6000
mas isto é usando coisas como artes gráficas.
14:15
This is how, if you took billions of years to go around,
305
839000
3000
Isto é como, se vocês levassem bilhões de anos para percorrer,
14:18
it might look to you, right?
306
842000
1000
ele pareceria para vocês, certo?
14:19
And if you could see invisible matter, too.
307
843000
3000
E se vocês pudessem ver a matéria invisível, também.
14:22
And so the idea is, you know, how would you put together the universe
308
846000
6000
Então a idéia é, sabem, como você construiria o universo
14:28
in a very simple way?
309
852000
1000
de uma forma bem simples?
14:29
We're going to start and realize that the entire visible universe,
310
853000
5000
Vamos começar e perceber que o universo visível inteiro,
14:34
everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope
311
858000
3000
tudo que podemos ver em todas as direções com o Telescópio Espacial Hubble
14:37
plus our other instruments,
312
861000
1000
mais nossos outros instrumentos,
14:38
was once in a region that was smaller than an atom.
313
862000
5000
estava antes em uma região que era menor que um átomo.
14:43
It started with tiny quantum mechanical fluctuations,
314
867000
2000
Começou com minúsculas flutuações quânticas,
14:45
but expanding at a tremendous rate.
315
869000
2000
mas expandindo a uma taxa tremenda.
14:47
And those fluctuations
316
871000
2000
E essas flutuações
14:49
were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations
317
873000
3000
foram esticadas para tamanhos astronômicos, e essas flutuações
14:52
eventually are the things we see in the cosmic microwave background.
318
876000
4000
eventualmente são as coisas que vemos no fundo cósmico de microondas.
14:56
And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies
319
880000
3000
E então nós precisávamos de algum modo tornar estas flutuações em galáxias
14:59
and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.
320
883000
3000
e aglomerados de galáxias e fazer esses tipos de estruturas prosseguirem.
15:02
So I'm going to show you a smaller simulation.
321
886000
2000
Então vou mostrar a vocês uma simulação menor.
15:04
This simulation was run on 1,000 processors for a month
322
888000
4000
Esta simulação foi executada em 1000 processadores por um mês.
15:08
in order to make just this simple visible one.
323
892000
2000
Para fazer apenas este simples visual.
15:10
So I'm going to show you one
324
894000
1000
Então vou lhes mostrar um
15:11
that can be run on a desktop in two days in the next picture.
325
895000
4000
que pode ser executado em um desktop em dois dias na próxima imagem.
15:15
So you start out with teeny fluctuations
326
899000
2000
Então você começa com minúsculas flutuações
15:17
when the universe was at this point,
327
901000
1000
quando o universo era a este ponto,
15:18
now four times smaller, and so forth.
328
902000
3000
agora quatro vezes menor, e assim por diante.
15:21
And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.
329
905000
4000
E vocês começam a ver estas redes, esta teia cósmica de estrutura formando.
15:25
And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter
330
909000
3000
E esta é uma simples, porque não tem a matéria normal
15:28
and it just has the dark matter in it.
331
912000
2000
e tem apenas matéria escura nela.
15:30
And you see how the dark matter lumps up,
332
914000
2000
E vocês vêem como a matéria escura embola,
15:32
and the ordinary matter just trails along behind.
333
916000
3000
e a matéria normal só segue atrás.
15:35
So there it is.
334
919000
2000
E é isto.
15:37
At the beginning it's very uniform.
335
921000
2000
No começo é muito uniforme.
15:39
The fluctuations are a part in 100,000.
336
923000
2000
As flutuações são uma parte em 100.000.
15:41
There are a few peaks that are a part in 10,000,
337
925000
2000
Existem uns poucos picos que são uma parte em 10.000,
15:43
and then over billions of years, gravity just pulls in.
338
927000
5000
e então depois de bilhões de anos, a gravidade simplesmente puxa de volta.
15:48
This is light over density, pulls the material around in.
339
932000
3000
Isto é leveza contra densidade, puxa o material em torno dela.
15:51
That pulls in more material and pulls in more material.
340
935000
3000
Que puxa mais material e mais material.
15:54
But the distances on the universe are so large
341
938000
2000
Mas as distâncias no universo são tão grandes
15:56
and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.
342
940000
4000
e as escalas de tempo são tão grandes que demora um longo tempo para isto formar.
16:00
And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,
343
944000
6000
E continua formando até que o universo é aproximadamente metade do tamanho que é hoje,
16:06
in terms of its expansion.
344
950000
2000
em termos de expansão.
16:08
And at that point, the universe mysteriously starts accelerating
345
952000
4000
E a esse ponto, o universo misteriosamente começa a acelerar
16:12
its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.
346
956000
3000
sua expansão e interrompe a formação de estruturas de maior escala.
16:15
So we're just seeing as large a scale structure as we can see,
347
959000
3000
Então estamos vendo uma estrutura de escala tão grande quanto podemos,
16:18
and then only things that have started forming already
348
962000
3000
e então apenas coisas que já haviam começado a se formar
16:21
are going to form, and then from then on it's going to go on.
349
965000
3000
vão se formar, e então daí por diante vão continuar.
16:24
So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.
350
968000
6000
Conseguimos fazer esta simulação, mas isto é dois dias em um desktop.
16:30
We need, you know, 30 days on 1,000 processors
351
974000
3000
Precisamos, sabem, 30 dias em 1000 processadores
16:33
to do the kind of simulation that I showed you before.
352
977000
3000
para o tipo de simulação que eu lhes mostrei antes.
16:36
So we have an idea of how to play seriously, creating the universe
353
980000
6000
Então temos uma idéia de como jogar sério, criando o universo
16:42
by starting with essentially less than an eyedrop full of material,
354
986000
5000
começando com essencialmente menos que uma gota de material,
16:47
and we create everything we can see in any direction, right,
355
991000
5000
e criamos tudo que podemos ver em qualquer direção, certo,
16:52
from almost nothing -- that is, something extremely tiny,
356
996000
5000
de praticamente nada -- isto é, algo extremamente minúsculo,
16:57
extremely small -- and it is almost perfect,
357
1001000
5000
extremamente pequeno -- e isto é quase perfeito,
17:02
except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,
358
1006000
4000
exceto tem estas mínimas flutuações de uma parte em 100.000,
17:06
which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,
359
1010000
3000
que acabam por produzir os interessantes padrões e designs que vemos,
17:09
that is, galaxies and stars and so forth.
360
1013000
3000
isto é, galáxias e estrelas e tudo mais.
17:12
So we have a model, and we can calculate it, and we can use it
361
1016000
5000
Então temos um modelo, e podemos calculá-lo, e podemos usá-lo
17:17
to make designs of what we think the universe really looks like.
362
1021000
3000
para criar designs do que achamos que o universo realmente parece.
17:20
And that design is sort of way beyond
363
1024000
3000
E esse design é como algo além
17:23
what our original imagination ever was.
364
1027000
2000
do que nossa imaginação original dele era.
17:25
So this is what we started with 15 years ago,
365
1029000
4000
Então isto é como começamos 15 anos atrás,
17:29
with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,
366
1033000
4000
com o Cosmic Background Explorer -- fizemos o mapa superior direito,
17:33
which basically showed us that there were large-scale fluctuations,
367
1037000
4000
que basicamente mostrou a nós que existiam flutuações de bem grande escala,
17:37
and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.
368
1041000
3000
e na verdade flutuações em diversas escalas. Vocês podem ver isso.
17:40
Since then we've had WMAP,
369
1044000
2000
Desde que tivemos o WMAP,
17:42
which just gives us higher angular resolution.
370
1046000
2000
Que apenas nos dá resolução angular maior.
17:44
We see the same large-scale structure,
371
1048000
1000
Vemos a mesma estrutura de grande escala,
17:45
but we see additional small-scale structure.
372
1049000
3000
mas vemos estruturas adicionais de escala menor.
17:48
And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down
373
1052000
4000
E o inferior direito é se o satélite estivesse de cabeça para baixo
17:52
and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.
374
1056000
3000
e mapeasse a Terra, que tipo de mapa teríamos da Terra.
17:55
You can see, well, you can, kind of pick out
375
1059000
2000
Vocês podem ver, bem, podem ter uma idéia
17:57
all the major continents, but that's about it.
376
1061000
3000
todos os principais continentes, mas isto é tudo.
18:00
But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution
377
1064000
2000
Mas o que esperamos quando tivermos o Planck, é ter resolução
18:02
about equivalent to the resolution you see of the Earth there,
378
1066000
4000
quase equivalente à resolução que vemos a terra ali,
18:06
where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.
379
1070000
5000
onde você pode realmente ver o complicado padrão que existe na Terra.
18:11
And you can also tell, because of the sharp edges
380
1075000
2000
E pode também dizer, por causa das bordas definidas
18:13
and the way things fit together, there are some non-linear processes.
381
1077000
4000
e da forma como as coisas se encaixam, que existem alguns processos não-lineares.
18:17
Geology has these effects,
382
1081000
2000
Geologia tem estes efeitos,
18:19
which is moving the plates around and so forth.
383
1083000
3000
Que é mover as placas por aí e tudo.
18:22
You can see that just from the map alone.
384
1086000
2000
Vocês podem ver isso só pelo mapa.
18:24
We want to get to the point in our maps of the early universe
385
1088000
2000
Queremos chegar ao ponto em nossos mapas do universo primordial
18:26
we can see whether there are any non-linear effects
386
1090000
3000
de podermos ver se existem quaisquer efeitos não-lineares
18:29
that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how
387
1093000
5000
que estão começando a se mover, a modificar, e estão nos dando uma dica sobre como
18:34
space-time itself was actually created at the beginning moments.
388
1098000
2000
o próprio espaço-tempo realmente foi criado nos momentos iniciais.
18:36
So that's where we are today,
389
1100000
2000
Então é onde estamos hoje,
18:38
and that's what I wanted to give you
a flavor of.
a flavor of.
390
1102000
3000
e é do que eu queria lhes dar uma amostra.
18:41
Give you a different view about what the design
391
1105000
2000
Dar a vocês uma visão diferente sobre como o design
18:43
and what everything else looks like.
392
1107000
2000
e como todo o resto se parece.
18:47
Thank you.
393
1111000
1000
Obrigado.
18:48
(Applause)
394
1112000
2000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
George Smoot - AstrophysicistAstrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself.
Why you should listen
George Smoot looks into the farthest reaches of space to the oldest objects in the known universe: fluctuations in the remnants of creation. Using data collected from satellites such as COBE and WMAP, scanning the cosmic microwave background radiation (a relic of the heat unleashed after the Big Bang), he probes the shape of the universe. In 1992 he and his Berkeley team discovered that the universe, once thought to be smooth and uniform at the largest scale, is actually anisotropic -- or varied and lumpy.
Smoot continues to investigate of the structure of the universe at the University of California at Berkeley, mapping billions of galaxies and filaments of dark matter in hope of uncovering the secrets of the universe's origins.
George Smoot | Speaker | TED.com