What we can learn from galaxies far, far away - Henry Lin

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

Here are some images of clusters of galaxies.

Estas são algumas imagens de aglomerados de galáxias.

They're exactly what they sound like.

São exatamente o que o nome indica.

They are these huge collections of galaxies,

São enormes conjuntos de galáxias,

bound together by their mutual gravity.

ligadas entre elas pela sua gravidade mútua.

So most of the points that you see on the screen

A maior parte dos pontos que veem no ecrã

are not individual stars,

não são estrelas individuais,

but collections of stars, or galaxies.

mas grupos de estrelas ou galáxias.

Now, by showing you some of these images,

Ao mostrar-vos algumas destas imagens

I hope that you will quickly see that

espero que vejam rapidamente

galaxy clusters are these beautiful objects,

que os aglomerados de galáxias são objetos maravilhosos.

but more than that,

Mas, para além disso,

I think galaxy clusters are mysterious,

eu acho que os aglomerados de galáxias são misteriosos,

they are surprising,

são surpreendentes

and they're useful.

e são úteis.

Useful as the universe's most massive laboratories.

Úteis enquanto os maiores laboratórios do universo.

And as laboratories, to describe galaxy clusters

E, enquanto laboratórios, descrever os aglomerados de galáxias

is to describe the experiments

é descrever as experiências que podemos fazer com eles.

that you can do with them.

And I think there are four major types,

Penso que há quatro tipos principais.

and the first type that I want to describe

O primeiro tipo que pretendo descrever

is probing the very big.

é para provar o "muito grande".

So, how big?

Até que ponto são grandes?

Well, here is an image of a particular galaxy cluster.

Esta é uma imagem de um tipo especial de aglomerado de galáxias.

It is so massive that the light passing through it

É tão gigantesco que a luz que passa por ele

is being bent, it's being distorted

é desviada, está distorcida

by the extreme gravity of this cluster.

pela extrema gravidade deste aglomerado.

And, in fact, if you look very carefully

Na verdade, se observarem com atenção,

you'll be able to see rings around this cluster.

poderão ver anéis em volta deste aglomerado.

Now, to give you a number,

Para vos dar um número,

this particular galaxy cluster

este aglomerado de galáxias em especial

has a mass of over one million billion suns.

tem uma massa de mais de um milhão de mil milhões de sóis.

It's just mind-boggling how massive these systems can get.

É alucinante como estes sistemas podem ser maciços.

But more than their mass,

Mas, para além da sua massa,

they have this additional feature.

têm uma característica adicional.

They are essentially isolated systems,

São, essencialmente, sistemas isolados.

so if we like, we can think of them

Se quiserem, podemos pensar neles

as a scaled-down version of the entire universe.

como uma versão do universo inteiro, a uma escala mais reduzida.

And many of the questions that we might have

Muitas das perguntas que podemos fazer

about the universe at large scales,

sobre o universo a grande escala,

such as, how does gravity work?

— como, por exemplo, como funciona a gravidade —

might be answered by studying these systems.

podem ser respondidas pelo estudo destes sistemas.

Isto quanto aos "muito grandes".

So that was very big.

The second things is very hot.

O segundo tipo é os "muito quentes".

Okay, if I take an image of a galaxy cluster,

Se agarrar numa imagem de um aglomerado de galáxias

and I subtract away all of the starlight,

e lhe subtrair toda a luz das estrelas,

what I'm left with is this big, blue blob.

fico com esta enorme bolha azul.

This is in false color.

Isto é uma cor falsa.

It's actually X-ray light that we're seeing.

É luz de raios X o que estamos a ver.

And the question is, if it's not galaxies,

A questão é esta:

Se não são as galáxias, o que é que está a emitir esta luz?

what is emitting this light?

The answer is hot gas,

A resposta é: gás quente

million-degree gas --

— gás com milhões de graus.

in fact, it's plasma.

Na realidade, é plasma.

And the reason why it's so hot

A razão por que está tão quente tem a ver com o diapositivo anterior.

goes back to the previous slide.

The extreme gravity of these systems

A extrema gravidade destes sistemas

is accelerating particles of gas to great speeds,

está a acelerar as partículas de gás a grandes velocidades

and great speeds means great temperatures.

e grandes velocidades significam altas temperaturas.

So this is the main idea,

A ideia principal é esta

but science is a rough draft.

mas a ciência é um esboço grosseiro.

There are many basic properties about this plasma

Há muitas propriedades básicas neste plasma

that still confuse us,

que ainda nos confundem,

still puzzle us,

são para nós um enigma

and still push our understanding

e ainda desafiam a nossa compreensão

of the physics of the very hot.

da física do muito quente.

Third thing: probing the very small.

Terceiro tipo: os "muito pequenos".

Now, to explain this, I need to tell you

Para explicar isto, preciso de vos falar

a very disturbing fact.

de um facto muito perturbador.

Most of the universe's matter

A maior parte da matéria do universo não é feita de átomos.

is not made up of atoms.

You were lied to.

Mentiram-vos.

Most of it is made up of something very, very mysterious,

A maior parte é feita de uma coisa muito, muito misteriosa

which we call dark matter.

a que chamamos matéria escura.

Dark matter is something that doesn't like to interact very much,

A matéria escura é uma coisa que não gosta muito de interagir,

except through gravity,

exceto através da gravidade.

and of course we would like to learn more about it.

Gostaríamos de saber mais sobre ela.

If you're a particle physicist,

Os físicos de partículas querem saber o que acontece

you want to know what happens when we smash things together.

quando esmagamos coisas.

And dark matter is no exception.

A matéria escura não é exceção.

Well, how do we do this?

Como é que fazemos isso?

To answer that question,

Para responder a esta pergunta, vou ter de fazer outra primeiro.

I'm going to have to ask another one,

which is, what happens when galaxy clusters collide?

O que acontece quando os aglomerados de galáxias colidem?

Here is an image.

Temos aqui uma imagem.

Since galaxy clusters are representative

Como os aglomerados de galáxias são fatias representativas do universo,

slices of the universe, scaled-down versions.

versões a escala reduzida,

They are mostly made up of dark matter,

são sobretudo constituídos por matéria escura.

and that's what you see in this bluish purple.

É aquilo que vemos naquele lilás azulado.

The red represents the hot gas,

O vermelho representa o gás quente

and, of course, you can see many galaxies.

e, claro, vemos muitas galáxias.

What's happened is a particle accelerator

O que acontece é um acelerador de partículas

at a huge, huge scale.

a uma escala extremamente enorme.

And this is very important,

Isto é muito importante

because what it means is that very, very small

porque significa que efeitos muito, muito pequenos

effects that might be difficult to detect in the lab,

difíceis de detetar no laboratório,

might be compounded and compounded

podem ser combinados e combinados

into something that we could possibly observe in nature.

numa coisa que talvez pudéssemos observar na Natureza.

So, it's very funny.

É muito curioso.

The reason why galaxy clusters

A razão de os aglomerados de galáxias

can teach us about dark matter,

nos ensinarem coisas sobre a matéria escura,

the reason why galaxy clusters

a razão de os aglomerados de galáxias

can teach us about the physics of the very small,

nos ensinarem a física dos muito pequenos,

is precisely because they are so very big.

é precisamente porque são tão grandes.

Fourth thing: the physics of the very strange.

O quarto tipo: a física dos "muito estranhos".

Certainly what I've said so far is crazy.

Certamente, o que tenho dito até agora é estranho.

Okay, if there's anything stranger

Mas, se há alguma coisa mais estranha

I think it has to be dark energy.

acho que tem de ser a energia escura.

If I throw a ball into the air,

Se eu atirar uma bola ao ar,

I expect it to go up.

espero que ela suba.

What I don't expect is that it go up

O que não estou à espera é que ela suba

at an ever-increasing rate.

a um ritmo cada vez maior.

Similarly, cosmologists understand why

Do mesmo modo, os cosmólogos percebem

porque é que o universo se está a expandir,

the universe is expanding.

They don't understand why it's expanding

mas não percebem

at an ever-increasing rate.

porque é que se está a expandir a um ritmo cada vez maior.

They give the cause of this

Dão um nome à causa desta expansão acelerada.

accelerated expansion a name,

and they call it dark energy.

Chamam-lhe energia escura

And, again, we want to learn more about it.

Mais uma vez, queremos saber mais coisas sobre ela.

So, one particular question that we have is,

Uma pergunta especial que fazemos é:

how does dark energy affect the universe

Como é que a energia escura afeta o universo a escalas maiores?

at the largest scales?

Depending on how strong it is,

Consoante a força que tem,

maybe structure forms faster or slower.

talvez a estrutura se forme mais depressa ou mais devagar.

Well, the problem with the large-scale structure

O problema com a estrutura à grande escala do universo

of the universe is that it's horribly complicated.

é que é terrivelmente complexa.

Here is a computer simulation.

Esta é uma simulação em computador.

And we need a way to simplify it.

Precisamos de a simplificar.

Well, I like to think about this using an analogy.

Gosto de pensar nisto, usando uma analogia.

If I want to understand the sinking of the Titanic,

Se eu quiser perceber o afundamento do Titanic,

the most important thing to do

a coisa mais importante a fazer

is not to model the little positions

não é modelar as pequenas posições

of every single little piece of the boat that broke off.

de cada pequeno pedaço do navio que se partiu.

The most important thing to do is

A coisa mais importante a fazer

to track the two biggest parts.

é detetar as duas partes maiores.

Similarly, I can learn a lot about the universe

Do mesmo modo, posso aprender muitas coisas sobre o universo

at the largest scales

à escala maior,

by tracking its biggest pieces

detetando os seus pedaços maiores

and those biggest pieces are clusters of galaxies.

e esses pedaços maiores são os aglomerados de galáxias.

So, as I come to a close,

Agora, ao chegar quase ao fim,

you might feel slightly cheated.

vocês podem sentir-se um pouco ludibriados.

I mean, I began by talking about

Ou seja, comecei por falar

sobre como os aglomerados de galáxias são úteis,

how galaxy clusters are useful,

and I've given some reasons,

e dei-vos algumas razões,

but what is their use really?

mas qual é realmente a sua utilidade?

Well, to answer this,

Para responder a isso,

I want to give you a quote by Henry Ford

vou dar-vos uma citação de Henry Ford

when he was asked about cars.

quando o interrogaram sobre carros.

He had this to say:

Ele disse isto:

"If I had asked people what they wanted,

"Se eu perguntasse às pessoas o que é que elas queriam,

they would have said faster horses."

"elas diriam cavalos mais rápidos".

Today, we as a society are faced

Hoje nós, enquanto sociedade,

with many, many difficult problems.

enfrentamos muitos problemas muito difíceis.

And the solutions to these problems are not obvious.

As soluções para esses problemas não são óbvias.

They are not faster horses.

Não são cavalos mais rápidos.

They will require an enormous amount of

Exigirão uma grande quantidade de engenho científico.

scientific ingenuity.

So, yes, we need to focus,

Sim, precisamos de nos focar,

yes, we need to concentrate,

precisamos de nos concentrar

but we also need to remember that

mas também precisamos de nos lembrar

innovation, ingenuity, inspiration --

que a inovação, o engenho e a inspiração,

these things come

todas essas coisas acontecem

when we broaden our field of vision

quando alargamos o nosso campo de visão,

when we step back

quando damos um passo atrás e nos distanciamos.

when we zoom out.

And I can't think of a better way to do this than

Não consigo imaginar melhor forma de fazer isso

by studying the universe around us. Thanks.

do que estudar o universo à nossa volta.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)