The fundamentals of space-time: Part 3 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

Tradutor: H Maria Castro Revisora: António Ribeiro

Gravity. It controls the universe.

— A gravidade. — Controla o universo.

Everything attracts everything else.

Tudo atrai tudo o resto.

Ouch!

Ai!

Including you.

Incluindo tu.

Ow!

Ui!

In this final lesson,

Nesta aula final,

we'll explore what gravity means for space-time,

vamos explorar o que significa a gravidade para o espaço-tempo,

or rather what space-time means for gravity.

ou melhor, o que significa o espaço-tempo para a gravidade.

Até agora, estivemos a lidar com coisas a deslocar-se

Until now, we've been dealing with things moving

at constant speeds,

a velocidades constantes,

with straight world lines in space-time.

com geodésicas rectas no espaço-tempo.

But once you add gravity,

Mas assim que acrescentamos a gravidade,

if you measure a speed at one moment,

se medirmos a velocidade num momento,

then again a bit later,

e depois outra vez um pouco mais tarde,

the speed may have changed.

a velocidade pode ter mudado.

In other words, as I discovered,

Por outras palavras, conforme eu descobri,

gravity causes acceleration,

a gravidade causa aceleração,

so we need the world line to look different

portanto precisamos que a geodésica tenha um aspecto diferente

from one moment to the next.

de um momento para o outro.

As we saw in the last lesson,

Como vimos na última aula,

the correct way to tilt an object's world line

a forma correcta de inclinar a geodésica de um objecto

is using a Lorentz transformation:

é utilizando uma transformação de Lorentz:

Einstein's stretch and squash trick.

o truque de esticar e esmagar de Einstein.

So, to map out what gravity is doing to Tom's motion,

Então, para ilustrar o que a gravidade faz ao movimento do Tom,

we need to create a whole load of little patches of space-time,

precisamos de criar um conjunto de retalhos de espaço-tempo,

each transformed by different amounts.

cada um deles transformado em diferentes quantidades.

Para a minha geodésica ficar num ângulo diferente em cada retalho.

So that my world line is at a different angle in each one.

And then, we're ready to stitch everything together.

E depois estamos prontos para costurar tudo.

We assemble a cozy quilt of space-time

Montamos uma manta aconchegante com os retalhos de espaço-tempo,

where world lines look curved.

na qual as geodésicas parecem estar curvadas.

Where the world lines join, the objects collide.

Onde as geodésicas se juntam, os objectos colidem.

By making these connections between the patches,

Ao fazer estas ligações entre os retalhos,

a curvature gets built into space-time itself.

incorpora-se uma curvatura no próprio espaço-tempo.

But Einstein's true genius

Mas o verdadeiro génio de Einstein

was to describe precisely how each patch

foi descrever precisamente como cada um dos retalhos

is stretched and squashed

é esticado e esmagado

according to nearby mass and energy.

segundo a massa e energia circundantes.

The mere presence of stuff curves the space-time,

A mera presença de coisas faz curvar o espaço-tempo,

and curving space-time moves the stuff around.

e a curvatura do espaço-tempo faz deslocar as coisas.

This is gravity, according to Einstein.

Isto é a gravidade, segundo Einstein.

Previously, Isaac Newton had explained gravity

Anteriormente, Isaac Newton tinha explicado a gravidade

using the ideas of force and acceleration,

utilizando as ideias de força e aceleração,

without any wibbily wobbly space-time,

sem qualquer espaço-tempo a dançar,

and that did pretty well.

e fê-lo muito bem.

But Einstein's theory does just slightly better

Mas a teoria de Einstein é um pouco melhor

at predicting, for example,

a prever, por exemplo,

the orbit of Mercury around the Sun,

a órbita de Mercúrio em volta do Sol,

or the way that light rays are deflected by massive objects.

ou a forma como os raios de luz são deflectidos por objectos maciços.

More importantly, Einstein's theory predicts things

O que é mais importante, a teoria de Einstein prevê coisas

that simply don't exist in older theories

que simplesmente não existiam nas teorias mais antigas

where space, time and gravity were separate.

nas quais o espaço, o tempo e a gravidade eram coisas distintas.

The stitching can leave wrinkles in the space-time material.

As costuras podem deixar rugas no material do espaço-tempo.

These are called gravitational waves,

Estas rugas chamam-se ondas gravitacionais,

which should be detectable as tiny, repetitive,

que devem ser detectáveis

sob a forma de esmagamentos e esticamentos minúsculos, repetitivos, subtis no espaço.

subtle squashes and stretches in space.

So we're building experiments to check if they are there.

Portanto estamos a elaborar experiências para verificar se estão lá.

In the meantime, indirect evidence,

Entretanto, a evidência indirecta,

most recently in the polarization patterns of light

sendo a mais recente nos padrões de polarização da luz

left over from the Big Bang,

deixados do Big Bang,

strongly suggest that they are.

sugere fortemente que sim, estão lá.

But despite Einstein's successes,

Mas, apesar dos sucessos de Einstein,

when too much stuff gets concentrated

quando demasiadas coisas ficam concentradas

in too small a space,

num espaço demasiado pequeno,

like in a black hole,

como um buraco negro,

the curvature of space-time becomes so large,

a curvatura do espaço-tempo fica tão grande

that his equations collapse.

que as equações dele colapsam.

Precisamos de uma nova imagem do espaço-tempo

We need a new picture of space-time

that incorporates quantum mechanics

que incorpore a mecânica quântica

to unlock the secret at the heart of black holes.

para desvendar o segredo que está no coração dos buracos negros.

O que significa que ainda há muito mais para descobrir

Which means there's plenty more to be discovered

about space, time, and space-time in the future.

sobre o espaço, o tempo e o espaço-tempo no futuro.