The law of conservation of mass - Todd Ramsey

A lei da conservação da massa - Todd Ramsey

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Romane Ferreira

De onde vieram todas estas coisas?

Where does all this stuff come from?

Esta rocha?

This rock?

A vaca?

That cow?

Seu coração?

Your heart?

Not the things themselves, mind you, but what they're made of:

Não as coisas em si, mas aquilo de que são feitas:

the atoms that are the fabric of all things.

os átomos que formam todas as coisas.

To answer that question, we look to the law of conservation of mass.

Para responder a essa pergunta, examinemos a lei da conservação da massa.

This law says take an isolated system

Essa lei diz que se temos um sistema isolado,

defined by a boundary that matter and energy cannot cross.

que é uma região onde matéria e energia não podem entrar nem sair,

Inside this system, mass, a.k.a. matter and energy,

então dentro desse sistema, a massa, ou seja, matéria e a energia,

can neither be created nor destroyed.

não podem ser criadas nem destruídas.

The universe, to the best of our knowledge,

O universo, até onde sabemos, é um sistema isolado.

is an isolated system.

But before we get to that, let's look at a much smaller and simpler one.

Mas antes disso, vejamos um sistema menor e mais simples.

Here we have six carbon atoms, 12 hydrogen atoms,

Temos aqui 6 átomos de carbono 12 átomos de hidrogênio,

and 18 oxygen atoms.

e 18 átomos de oxigênio.

With a little energy, our molecules can really get moving.

Com um pouco de energia eles podem se mover.

These atoms can bond together to form familiar molecules.

Esses átomos podem se unir e formar moléculas conhecidas.

Here's water,

Aqui está a água.

and here's carbon dioxide.

e aqui o dióxido de carbono.

We can't create or destroy mass.

Não podemos criar nem destruir massa.

We're stuck with what we've got, so what can we do?

Ficamos limitados ao que temos, então o que podemos fazer?

Ah, they have a mind of their own.

Ah, eles mesmos dão um jeito.

Let's see. They've formed more carbon dioxide and water, six of each.

Vejamos.

Formaram mais dióxido de carbono e água, seis de cada.

Add a little energy, and we can get them to reshuffle themselves to a simple sugar,

Dê mais energia e eles podem se recombinar em um açúcar simples,

and some oxygen gas.

e um pouco de gás oxigênio.

Our atoms are all accounted for: 6 carbon, 12 hydrogen, and 18 oxygen.

Os átomos são os mesmos: 6 carbonos, 12 hidrogênios e 18 oxigênios.

The energy we applied is now stored in the bonds between atoms.

A energia que colocamos fica armazenada nas ligações entre os átomos.

We can rerelease that energy

Podemos liberar essa energia

by breaking that sugar back into water and carbon dioxide,

quebrando o açúcar novamente em água e dióxido de carbono,

and still, same atoms.

ainda assim, os átomos são os mesmos.

Let's put a few of our atoms aside and try something a little more explosive.

Deixemos de lado alguns átomos e tentemos algo mais explosivo.

Este é o metano, mais comumente associado à flatulência bovina,

This here is methane, most commonly associated with cow flatulence,

but also used for rocket fuel.

mas também usado como combustível para foguetes.

Se juntarmos oxigênio e um tantinho de energia,

If we add some oxygen and a little bit of energy,

like you might get from a lit match,

como a que se tem ao acender um fósforo,

it combusts into carbon dioxide, water and even more energy.

ele sofre combustão,

forma dióxido de carbono, água e mais energia.

Notice our methane started with four hydrogen,

Note que o metano começou com quatro hidrogênios,

and at the end we still have four hydrogen captured in two water molecules.

e no fim ainda há quatro hidrogênios presentes nas duas moléculas de água.

For a grand finale, here's propane, another combustible gas.

Para um grand finale, eis o propano, outro gás combustível.

We add oxygen, light it up, and boom.

Juntamos oxigênio, fazemos a ignição e bum.

More water and carbon dioxide.

Mais água e dióxido de carbono.

This time we get three CO2s

Desta vez obtemos três CO2

because the propane molecule started with three carbon atoms,

porque a molécula de propano contém três átomos de carbono,

and they have nowhere else to go.

e eles não podem desaparecer.

There are many other reactions we can model with this small set of atoms,

Há muitas outras reações

que podemos representar com esse conjunto de átomos,

and the law of conservation of mass always holds true.

e a lei da conservação da massa sempre é respeitada.

Whatever matter and energy go into a chemical reaction

Toda a massa e energia em uma reação química,

are present and accounted for when it's complete.

ficam preservadas no sistema final quando a reação se completa.

Mas se a massa não pode ser criada nem destruída,

So if mass can't be created or destroyed,

where did these atoms come from in the first place?

de onde surgiram esses átomos?

Let's turn back the clock and see.

Vamos voltar no tempo e ver.

Lá atrás, mais no passado, mais ainda, foi muito.

Further, further, further, too far.

Okay, there it is.

Pronto, aí está.

The Big Bang.

O Big Bang.

Our hydrogen formed from a high-energy soup of particles

Nosso hidrogênio formou-se de uma sopa de partículas de alta energia

in the three minutes that followed the birth of our universe.

nos três minutos seguintes ao nascimento do universo.

Eventually, clusters of atoms accumulated and formed stars.

Eventualmente, aglomerados de átomos se acumularam e formaram estrelas.

Within these stars, nuclear reactions fused light elements,

Dentro das estrelas, reações nucleares fizeram a fusão de elementos leves,

tais como o hidrogênio e o hélio,

such as hydrogen and helium,

to form heavier elements, such as carbon and oxygen.

formando elementos mais pesados, como o carbono e o oxigênio.

At first glance, these reactions may look like they're breaking the law

À primeira vista, essas reações parecem quebrar a lei

because they release an astounding amount of energy,

porque liberam quantidades espantosas de energia,

seemingly out of nowhere.

vindas aparentemente do nada.

However, thanks to Einstein's famous equation,

Contudo, graças à famosa equação de Einstein,

we know that energy is equivalent to mass.

sabemos que energia é equivalente a massa.

Ocorre que a massa total dos átomos iniciais

It turns out that the total mass of the starting atoms

is very slightly more than the mass of the products,

é levemente maior do que a massa dos produtos,

and that loss of mass perfectly corresponds to the gain in energy,

e que a perda total de massa

corresponde exatamente ao ganho de energia,

which radiates out from the star as light, heat and energetic particles.

que a estrela irradia sob a forma de luz, calor e partículas energéticas.

Eventually, this star went supernova

Eventualmente, essa estrela virou uma supernova

e espalhou seus elementos pelo espaço.

and scattered its elements across space.

Long story short, they found each other and atoms from other supernovas,

Resumindo, eles se juntaram com átomos de outras supernovas,

formaram a Terra,

formed the Earth,

and 4.6 billion years later got scooped up to play their parts

e 4,6 bilhões de anos depois foram escolhidos para fazer sua parte

in our little isolated system.

em nosso pequeno sistema isolado.

But they're not nearly as interesting as the atoms that came together to form you,

Mas não são tão interessantes quanto os átomos que se juntaram

or that cow,

or this rock.

ou esta rocha.

And that is why, as Carl Sagan famously told us,

E isto porque, segundo a famosa afirmação de Carl Sagan,

somos todos feitos de pó de estrela.

we are all made of star stuff.