The law of conservation of mass - Todd Ramsey

Tradutor: Carlos Espírito Santo Revisora: Margarida Ferreira

De onde vem tudo isto?

Where does all this stuff come from?

This rock?

Esta pedra?

That cow?

Esta vaca?

Your heart?

O seu coração?

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

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

the atoms that are the fabric of all things.

os átomos que são a estrutura de tudo.

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

Para responder a esta questão, olhamos para a lei da conservação da massa.

This law says take an isolated system

Esta lei diz que consideremos um sistema isolado,

defined by a boundary that matter and energy cannot cross.

definido por uma fronteira que a matéria e a energia não podem atravessar.

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

Dentro deste sistema, a massa, ou seja a matéria e a energia,

can neither be created nor destroyed.

não podem ser criadas ou destruídas.

The universe, to the best of our knowledge,

O universo, tanto quanto sabemos,

is an isolated system.

é um sistema isolado.

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

Antes de pensarmos nisso, vamos ver um sistema muito mais pequeno e simples.

Here we have six carbon atoms, 12 hydrogen atoms,

Aqui temos 6 átomos de carbono, 12 de hidrogénio

and 18 oxygen atoms.

e 18 de oxigénio.

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

Com alguma energia, as nossas moléculas podem começar a mover-se.

These atoms can bond together to form familiar molecules.

Estes átomos podem ligar-se para formar moléculas familiares.

Here's water,

Aqui temos a água.

and here's carbon dioxide.

E aqui temos o dióxido de carbono.

We can't create or destroy mass.

Não conseguimos criar ou destruir massa.

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

O que podemos fazer, se estamos limitados ao que temos?

Ah, they have a mind of their own.

Têm vontade própria.

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,

Juntem alguma energia e conseguimos que se misturem para formar um açúcar simples

and some oxygen gas.

e algum oxigénio.

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

Os átomos estão todos contabilizados: 6 de carbono, 12 de hidrogénio, 18 de oxigénio.

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

A energia aplicada está armazenada nas ligações entre os átomos.

We can rerelease that energy

Podemos voltar a libertar essa energia

by breaking that sugar back into water and carbon dioxide,

decompondo esse açúcar em água e dióxido de carbono,

and still, same atoms.

e, no entanto, são os mesmos átomos.

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

Coloquemos alguns dos átomos de lado e tentemos algo um pouco mais explosivo.

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

Isto é metano, comumente associado à flatulência das vacas,

but also used for rocket fuel.

mas usado também como combustível de foguetões.

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

Se juntarmos algum oxigénio e mais um pouco de energia,

like you might get from a lit match,

como a que obtemos ao acender um fósforo,

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

entra em combustão, resultando dióxido de carbono, água e mais alguma energia.

Notice our methane started with four hydrogen,

Reparem que o nosso metano começou com quatro hidrogénios,

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

e no final ainda temos quatro hidrogénios capturados em duas moléculas de água.

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

Para um grande final, aqui está o propano, outro gás combustível.

We add oxygen, light it up, and boom.

Adicionamos oxigénio, inflamamo-lo e "boom".

More water and carbon dioxide.

Mais água e dióxido de carbono.

This time we get three CO2s

Desta vez obtemos três CO2s

because the propane molecule started with three carbon atoms,

porque a molécula de propano começou com três átomos de carbono

and they have nowhere else to go.

que não têm para onde ir.

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

Há outras reações que podemos modelar com este pequeno conjunto de átomos,

and the law of conservation of mass always holds true.

e a lei da conservação da massa mantém-se sempre válida.

Whatever matter and energy go into a chemical reaction

A matéria e a energia, no início de qualquer reação química,

are present and accounted for when it's complete.

estão presentes e contabilizadas quando a reação está completa.

So if mass can't be created or destroyed,

Se a massa não pode ser criada ou destruída,

where did these atoms come from in the first place?

de onde vêm estes átomos?

Let's turn back the clock and see.

Vamos retroceder o relógio e ver.

Further, further, further, too far.

Mais, mais, demasiado.

Okay, there it is.

Ok, aqui está.

The Big Bang.

O "Big Bang".

Our hydrogen formed from a high-energy soup of particles

O nosso hidrogénio formou-se de uma sopa de partículas de alta energia

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

nos três minutos que se seguiram ao nascimento do nosso universo.

Eventually, clusters of atoms accumulated and formed stars.

Por fim, grupos de átomos acumularam-se e formaram estrelas.

Within these stars, nuclear reactions fused light elements,

Dentro destas estrelas, as reações nucleares fundiram os elementos leves,

such as hydrogen and helium,

como o hidrogénio e o hélio,

to form heavier elements, such as carbon and oxygen.

para formar elementos mais pesados, como o carbono e o oxigénio.

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

À primeira vista, pode parecer que estas reações desobedecem à lei

because they release an astounding amount of energy,

por libertarem uma quantidade incrível de energia,

seemingly out of nowhere.

aparentemente vinda de nenhum lado.

However, thanks to Einstein's famous equation,

No entanto, graças à famosa equação de Einstein,

we know that energy is equivalent to mass.

sabemos que a energia é equivalente à massa.

It turns out that the total mass of the starting atoms

Acontece que a massa total dos átomos iniciais

is very slightly more than the mass of the products,

é ligeiramente superior à massa dos produtos

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

e essa perda de massa corresponde perfeitamente ao ganho de energia

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

que irradia da estrela como luz, calor e partículas energéticas.

Eventually, this star went supernova

Por fim, esta estrela tornou-se uma supernova

and scattered its elements across space.

e espalhou os seus elementos pelo espaço.

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

Resumindo, eles encontraram-se com átomos de outras supernovas

formed the Earth,

e formaram a Terra.

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

e 4600 milhões de anos depois eles desempenharam o seu papel

in our little isolated system.

no 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 como os átomos que se uniram para nos formar,

or that cow,

ou aquela vaca,

or this rock.

ou esta pedra.

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

É por isso que, como Carl Sagan nos disse, numa frase famosa,

we are all made of star stuff.

somos todos feitos de matéria das estrelas.