Is it possible to create a perfect vacuum? - Rolf Landua and Anais Rassat

É possível criar um vácuo perfeito? - Rolf Landua e Anais Rassat

Tradutor: Elisa Santos Revisor: Custodio Marcelino

["Medo do vazio." - Aristóteles]

["A natureza tem horror ao vácuo." - Aristóteles]

The universe is bustling with matter and energy.

O universo é movimentado por matéria e energia.

Até no vasto aparente vazio do espaço intergaláctico

Even in the vast apparent emptiness of intergalactic space,

existe um átomo de hidrogênio por metro cúbico.

there's one hydrogen atom per cubic meter.

That's not the mention a barrage of particles

Isso sem falar no bombardeio de partículas

and electromagnetic radiation

e radiação eletromagnética

passing every which way from stars, galaxies, and into black holes.

que passam por tudo, desde estrelas e galáxias, até buracos negros.

There's even radiation left over from the Big Bang.

Existe ainda um resto de radiação do Big Bang.

So is there such thing as a total absence of everything?

Então existe alguma coisa totalmente vazia?

This isn't just a thought experiment.

Isto não é apenas um experimento mental.

Empty spaces, or vacuums, are incredibly useful.

Espaços vazios, ou vácuos, são incrivelmente úteis.

Dentro de nossas casas, a maioria dos aspiradores funciona

Inside our homes, most vacuum cleaners work

by using a fan to create a low-pressure relatively empty area

usando um ventilador para criar uma área vazia com baixa pressão relativa.

that sucks matter in to fill the void.

Aquela sucção faz diferença para preencher o vazio.

But that's far from empty.

Mas está longe de estar vazio.

Ainda há muita matéria se movimentando por lá.

There's still plenty of matter bouncing around.

Manufacturers rely on more thorough, sealed vacuums

Fabricantes confiam bastante nas seladoras à vácuo

for all sorts of purposes.

para os mais diversos fins.

That includes vacuum-packed food that stays fresh longer,

Isso inclui comida embalada à vácuo, que fica fresca por mais tempo,

and the vacuums inside early light bulbs that protected filaments from degrading.

e os vácuos dentro das primeiras lâmpadas, que protegiam os filamentos da degradação.

These vacuums are generally created with some version

Esses vácuos são geralmente criados

por algum tipo de aspirador,

of what a vacuum cleaner does

using high-powered pumps that create enough suction

usando bombas poderosas que criam sucção suficiente

to remove as many stray atoms as possible.

para remover o máximo de átomos possível.

But the best of these industrial processes

Mas o melhor dos processos industriais

tends to leave hundreds of millions of atoms

tende a deixar centenas de milhões de átomos

per cubic centimeter of space.

por centímetro cúbico.

That isn't empty enough for scientists who work on experiments,

Não é vazio o suficiente para cientistas que fazem experimentos,

like the Large Hadron Collider,

como o Grande Colisor de Hádrons,

onde os feixes de partículas precisam circular em velocidade próxima à da luz

where particle beams need to circulate at close to the speed of light

for up to ten hours without hitting any stray atoms.

por até 10 horas sem colidir com nenhum átomo.

Então como eles criam o vácuo?

So how do they create a vacuum?

Os tubos do LHC são feitos de materiais como aço inoxidável,

The LHC's pipes are made of materials, like stainless steel,

that don't release any of their own molecules

que não libera nenhuma das suas próprias moléculas,

and are lined with a special coating to absorb stray gases.

e são revestidos com um material especial para absorver gases dispersos.

Raising the temperature to 200 degrees Celsius

Elevando a temperatura a 200 ºC,

ele queima qualquer mistura,

burns off any moisture,

and hundreds of vacuum pumps take two weeks to trap enough gas and debris

e centenas de bombas de vácuo levam duas semanas

para retirar gás e detritos suficientes

out of the pipes for the collider's incredibly sensitive experiments.

dos tubos do colisor para seus sensíveis e incríveis experimentos.

Even with all this,

Mesmo com tudo isso,

the Large Hadron Collider isn't a perfect vacuum.

o Grande Colisor de Hádrons não é um vácuo perfeito.

In the emptiest places, there are still

Nos lugares mais vazios, ainda existem

about 100,000 particles per cubic centimeter.

cerca de 100 mil partículas por centímetro cúbico.

Mas digamos que um experimento como esse possa, de alguma forma,

But let's say an experiment like that could somehow get every last atom out.

eliminar todos os átomos.

There's still an unfathomably huge amount of radiation all around us

Ainda existe uma inacreditável quantidade de radiação em volta de nós,

que pode atravessar paredes.

that can pass right through the walls.

Every second, about 50 muons from cosmic rays,

A cada segundo, cerca de 50 múons de raios cósmicos,

10 million neutrinos coming directly from the Big Bang,

10 milhões de neutrinos vindos diretamente do Big Bang,

30 million photons from the cosmic microwave background,

30 milhões de fótons da radiação cósmica de fundo em microondas

and 300 trillion neutrinos from the Sun pass through your body.

e 300 trilhões de neutrinos do Sol passam pelo seu corpo.

It is possible to shield vacuum chambers with substances,

É possível proteger câmaras de vácuo com substâncias,

including water,

incluindo água,

that absorb and reflect this radiation,

que absorve e reflete essa radiação,

exceto para neutrinos.

except for neutrinos.

Let's say you've somehow removed all of the atoms

Suponha que, de alguma forma, removemos todos os átomos

and blocked all of the radiation.

e bloqueamos toda a radiação.

Is the space now totally empty?

Agora o espaço está totalmente vazio?

Actually, no.

Na verdade, não.

All space is filled with what physicists call quantum fields.

Todo o espaço está preenchido com o que os físicos chamam de campos quânticos.

What we think of as subatomic particles,

O que nós pensamos ser partículas subatômicas,

electrons and photons and their relatives,

elétrons e fótons e seus relativos,

are actually vibrations in a quantum fabric

são na verdade vibrações em um tecido quântico

that extends throughout the universe.

que se estende por todo o universo.

And because of a physical law called the Heisenberg Principle,

E devido a uma lei da Física chamada Princípio da Incerteza de Heisenberg,

these fields never stop oscillating,

esses campos nunca param de oscilar,

even without any particles to set off the ripples.

mesmo sem nenhuma partícula para começar as ondulações.

They always have some minimum fluctuation called a vacuum fluctuation.

Eles sempre têm uma flutuação mínima chamada flutuação quântica de vácuo.

This means they have energy, a huge amount of it.

Isso significa que eles têm energia em grande quantidade.

Because Einstein's equations tell us that mass and energy are equivalent,

Como a Equação de Einstein nos diz que massa e energia são equivalentes,

the quantum fluctuations in every cubic meter of space

as flutuações quânticas em cada metro cúbico

have an energy that corresponds to a mass of about four protons.

têm a energia que corresponde à massa de cerca de quatro prótons.

Em outras palavras, o espaço aparentemente vazio dentro do seu aspirador

In other words, the seemingly empty space inside your vacuum

would actually weigh a small amount.

teria, na verdade, um pequeno peso.

Quantum fluctuations have existed since the earliest moments of the universe.

As flutuações quânticas existem desde os primeiros momentos do universo.

In the moments after the Big Bang,

Nos momentos depois do Big Bang,

as the universe expanded,

com a expansão do universo,

they were amplified and stretched out to cosmic scales.

eles foram amplificados e esticados em escalas cósmicas.

Cosmólogos acreditam que essas flutuações quânticas originais

Cosmologists believe that these original quantum fluctuations

were the seeds of everything we see today:

foram as sementes de tudo o que vemos hoje:

galaxies and the entire large scale structure of the universe,

galáxias e toda a enorme estrutura do universo,

as well as planets and solar systems.

assim como planetas e sistemas solares.

They're also the center of one of the greatest scientific mysteries of our time

Elas também são o centro

de um dos grandes mistérios científicos do nosso tempo

because according to the current theories,

porque segundo as teorias atuais,

as flutuações quânticas no vácuo do espaço

the quantum fluctuations in the vacuum of space

ought to have 120 orders of magnitude more energy than we observe.

devem ter 120 ordens de magnitude a mais de energia do que podemos ver.

Solving the mystery of that missing energy

Solucionar o mistério dessa energia perdida

may entirely rewrite our understanding of physics and the universe.

pode mudar totalmente o nosso entendimento da Física e do universo.

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