Gabriela González: How LIGO discovered gravitational waves (with English subtitles) | TED

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Wanderley Jesus

A little over 100 years ago, in 1915,

Pouco mais de 100 anos atrás, em 1915,

Einstein published his theory of general relativity,

Einstein publicou sua teoria da relatividade geral,

which is sort of a strange name,

um nome um tanto estranho,

but it's a theory that explains gravity.

mas é uma teoria que explica a gravidade.

It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass,

Ela diz que massa - toda matéria, os planetas - atrai massa,

not because of an instantaneous force, as Newton claimed,

não por causa de uma força instantânea, como afirmava Newton,

but because all matter -- all of us, all the planets --

mas porque toda a matéria, todos nós, todos os planetas,

wrinkles the flexible fabric of space-time.

dobram o tecido flexível do espaço-tempo.

Space-time is this thing in which we live and that connects us all.

O espaço-tempo é essa coisa em que vivemos e conecta todos nós.

It's like when we lie down on a mattress and distort its contour.

É como quando nos deitamos num colchão e ele afunda com nosso peso.

The masses move -- again, not according to Newton's laws,

As massas se movem, novamente não segundo as leis de Newton,

but because they see this space-time curvature

mas porque veem essa curvatura do espaço-tempo

and follow the little curves,

e seguem as pequenas curvas,

just like when our bedmate nestles up to us

assim como nossos companheiros se aconchegam perto de nós na cama

because of the mattress curvature.

por causa da curvatura do colchão.

(Laughter)

(Risos)

A year later, in 1916,

Um ano depois, em 1916,

Einstein derived from his theory

com sua teoria, Einstein concluiu

that gravitational waves existed,

que existiam ondas gravitacionais

and that these waves were produced when masses move,

e elas eram produzidas quando as massas se moviam,

like, for example, when two stars revolve around one another

por exemplo, quando duas estrelas orbitam uma ao redor da outra

and create folds in space-time which carry energy from the system,

e criam dobras no espaço-tempo que sugam energia do sistema,

and the stars move toward each other.

fazendo com que os astros se aproximem uns dos outros.

However, he also estimated

Porém, ele também calculou

that these effects were so minute,

que esses efeitos eram tão mínimos

that it would never be possible to measure them.

que jamais seria possível mensurá-los.

I'm going to tell you the story of how,

Vou contar como, com o trabalho de centenas de cientistas,

with the work of hundreds of scientists working in many countries

trabalhando em diversos países, ao longo de várias décadas,

over the course of many decades,

just recently, in 2015,

recentemente, em 2015,

we discovered those gravitational waves for the first time.

comprovamos a existência dessas ondas gravitacionais pela primeira vez.

It's a rather long story.

É uma longa história.

It started 1.3 billion years ago.

Ela começou 1,3 bilhões de anos atrás.

A long, long time ago,

Muito, muito tempo atrás,

in a galaxy far, far away --

numa galáxia muito, muito distante...

(Laughter)

(Risos)

two black holes were revolving around one another --

dois buracos negros orbitavam um ao outro...

"dancing the tango," I like to say.

"dançando um tango", como gosto dizer.

It started slowly,

Começaram devagar,

but as they emitted gravitational waves,

mas, conforme emitiam ondas gravitacionais,

they grew closer together, accelerating in speed,

foram se aproximando um do outro, girando cada vez mais rápido,

until, when they were revolving at almost the speed of light,

até que, quando estavam girando a quase a velocidade da luz,

they fused into a single black hole

se fundiram em um único buraco negro,

that had 60 times the mass of the Sun,

que tinha 60 vezes a massa do Sol,

but compressed into the space of 360 kilometers.

mas comprimido no espaço de 360 quilômetros.

That's the size of the state of Louisiana,

Esse é o tamanho do estado de Louisiana,

where I live.

onde moro.

This incredible effect produced gravitational waves

Esse efeito incrível produziu ondas gravitacionais

that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.

que levaram a notícia desse abraço cósmico ao restante do universo.

It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves,

Levamos muito tempo para descobrir os efeitos dessas ondas gravitacionais,

because the way we measure them is by looking for effects in distances.

porque nossa forma de mensurá-las é buscando efeitos em distâncias.

We want to measure longitudes, distances.

Queremos medir longitudes, distâncias.

When these gravitational waves passed by Earth,

Quando essas ondas gravitacionais passaram pela Terra,

which was in 2015,

o que ocorreu em 2015,

they produced changes in all distances --

produziram mudanças em todas as distâncias...

the distances between all of you, the distances between you and me,

as distâncias entre todos vocês, as distâncias entre vocês e eu,

our heights --

nossas alturas...

every one of us stretched and shrank a tiny bit.

todos nós nos esticamos e encolhemos um pouquinho.

The prediction is that the effect is proportional to the distance.

A previsão é que o efeito seja proporcional à distância.

But it's very small:

Mas é bem pequeno:

even for distances much greater than my slight height,

até para distâncias bem maiores que minha baixa estatura,

the effect is infinitesimal.

o efeito é infinitesimal.

For example, the distance between the Earth and the Sun

Por exemplo, a distância entre a Terra e o Sol

changed by one atomic diameter.

mudou em um diâmetro atômico.

How can that be measured?

Como isso pode ser medido?

How could we measure it?

Como poderíamos medir isso?

Fifty years ago,

Cinquenta anos atrás,

some visionary physicists at Caltech and MIT --

alguns físicos visionários da Caltech e do MIT -

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss --

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss -

thought they could precisely measure distances

pensaram que poderiam medir com precisão as distâncias

using lasers that measured distances between mirrors

usando lêiseres que medem distâncias entre espelhos,

a quilômetros de distância.

kilometers apart.

It took many years, a lot of work and many scientists

Foram necessários muitos anos e muito trabalho de vários cientistas

to develop the technology and develop the ideas.

para desenvolver a tecnologia e desenvolver as ideias.

And 20 years later,

E, 20 anos depois,

almost 30 years ago,

quase 30 anos atrás,

they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers,

eles começaram a construir dois detectores de ondas gravitacionais,

dois interferômetros, nos Estados Unidos.

in the United States.

Each one is four kilometers long;

Cada um têm 4 km de comprimento.

one is in Livingston, Louisiana,

Um fica em Livingstone, Lousiana,

in the middle of a beautiful forest,

no meio de uma bela floresta,

and the other is in Hanford, Washington,

e o outro fica em Hanford, Washington,

in the middle of the desert.

no meio do deserto.

The interferometers have lasers

Esses interferômetros têm lêiseres

que viajam do centro até 4 km no vácuo,

that travel from the center through four kilometers in-vacuum,

are reflected in mirrors and then they return.

são refletidos em espelhos e depois retornam.

We measure the difference in the distances

Medimos a diferença das distâncias entre esse braço e esse braço.

between this arm and this arm.

These detectors are very, very, very sensitive;

Esses detectores são muito, muito, muito sensíveis.

they're the most precise instruments in the world.

São os instrumentos mais precisos do mundo.

Why did we make two?

Por que construímos dois?

It's because the signals that we want to measure come from space,

Porque os sinais que queremos medir vêm do espaço,

but the mirrors are moving all the time,

mas os espelhos ficam em constante movimento.

so in order to distinguish the gravitational wave effects --

Então, para distinguir os efeitos das ondas gravitacionais,

which are astrophysical effects and should show up on the two detectors --

que são efeitos astrofísicos e esperamos que apareçam nos dois detectores,

we can distinguish them from the local effects,

podemos distingui-los dos efeitos locais,

que aparecem separadamente, ou em um ou no outro.

which appear separately, either on one or the other.

In September of 2015,

Em setembro de 2015,

we were finishing installing the second-generation technology

estávamos terminando de instalar a segunda geração de tecnologia nos detectores,

in the detectors,

and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted --

e ainda não tínhamos a sensibilidade ótima que queríamos -

we're still not, even now, two years later --

ainda não temos, dois anos depois -

but we wanted to gather data.

mas queríamos coletar dados.

We didn't think we'd see anything,

Não achávamos que veríamos algo,

but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data.

mas estávamos nos preparando para começar a coletar dados durante alguns meses.

And then nature surprised us.

Aí, a natureza nos surpreendeu.

On September 14, 2015,

Em 14 de setembro de 2015,

we saw, in both detectors,

vimos, em ambos os detectores,

a gravitational wave.

uma onda gravitacional.

In both detectors, we saw a signal

Em ambos os detectores, vimos um sinal

with cycles that increased in amplitude and frequency

com ciclos que aumentavam em amplitude e frequência

and then go back down.

e depois diminuíam,

And they were the same in both detectors.

e eram os mesmos em ambos os detectores.

They were gravitational waves.

Eram ondas gravitacionais.

And not only that -- in decoding this type of wave,

E não só isso: ao decodificar esse tipo de onda,

we were able to deduce that they came from black holes

pudemos deduzir que elas vinham de buracos negros,

fusing together to make one,

se fundindo e se tornando um só

more than a billion years ago.

mais de 1 bilhão de anos atrás.

And that was --

E aquilo foi...

(Applause)

(Aplausos)

that was fantastic.

Aquilo foi fantástico.

At first, we couldn't believe it.

A princípio, não acreditamos.

We didn't imagine this would happen until much later;

Não imaginávamos que isso aconteceria tão cedo.

it was a surprise for all of us.

Foi uma surpresa pra todos nós.

It took us months to convince ourselves that it was true,

Levamos meses para acreditarmos que aquilo era verdade,

because we didn't want to leave any room for error.

porque não queríamos deixar qualquer espaço para erros.

But it was true, and to clear up any doubt

Mas era verdade e, para eliminar qualquer dúvida

that the detectors really could measure these things,

de que os detectores realmente podiam medir essas coisas,

in December of that same year,

em dezembro daquele mesmo ano,

we measured another gravitational wave,

medimos outra onda gravitacional,

smaller than the first one.

menor que a primeira.

The first gravitational wave produced a difference in the distance

A primeira onda gravitacional produziu uma diferença de distância

of four-thousandths of a proton

de quatro 4 milésimos de próton

over four kilometers.

ao longo de 4 km.

Yes, the second detection was smaller,

E a segunda detecção foi menor,

but still very convincing by our standards.

mas, ainda assim, muito convincente, segundo nossos padrões.

Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves,

Apesar do fato de que são ondas de espaço-tempo e não de som,

we like to put them into loudspeakers and listen to them.

gostamos de reproduzi-las em alto-falantes.

We call this "the music of the universe."

Chamamos isso de "música do universo".

I'd like you to listen to the first two notes of that music.

Gostaria que vocês ouvissem as duas primeiras notas dessa música.

(Chirping sound)

(Som parecido com um chilro)

(Chirping sound)

(Som parecido com um chilro)

The second, shorter sound was the last fraction of a second

O segundo som, mais curto, foi a última fração de segundo

of the two black holes which,

desses dois buracos negros

in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy --

que, naquela fração de segundo, emitiram enorme quantidade de energia,

so much energy, it was like three Suns converting into energy,

tanta energia que era como se fossem três sóis convertidos em energia,

following that famous formula,

seguindo a famosa fórmula: E = mc2.

E = mc2.

Remember that one?

Lembram-se dela?

We love this music so much we actually dance to it.

Gostamos tanto dessa música que dançamos ao ouvi-la.

I'm going to have you listen again.

Vou tocá-la de novo pra vocês.

(Chirping sound)

(Som parecido com um chilro)

(Chirping sound)

(Som parecido com um chilro)

It's the music of the universe!

É a música do universo!

(Applause)

(Aplausos)

People frequently ask me now:

Hoje as pessoas sempre me perguntam:

"What can gravitational waves be used for?

"Para que as ondas gravitacionais podem servir?

And now that you've discovered them, what else is there left to do?"

E agora que as descobriram, o que mais resta fazer?"

What can gravitational waves be used for?

Para que as ondas gravitacionais serviriam?

When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?"

Quando perguntam a Borges: "Qual o propósito da poesia?",

he, in turn, answered,

ele, por sua vez, perguntou:

"What's the purpose of dawn?

"Qual o propósito do amanhecer? Qual o propósito das carícias?

What's the purpose of caresses?

What's the purpose of the smell of coffee?"

Qual o propósito do cheiro do café?"

He answered,

Ele respondeu:

"The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."

"O propósito da poesia é o prazer; ela serve para a emoção, para viver".

And understanding the universe,

E entender o universo,

this human curiosity for knowing how everything works,

essa curiosidade humana de saber como tudo funciona,

is similar.

é a mesma coisa.

Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids --

Desde os primórdios do tempo, a humanidade, todos nós, como crianças,

when we look up at the sky for the first time and see the stars,

quando olhamos para o céu pela primeira vez e vemos as estrelas,

we wonder,

pensamos: "O que são as estrelas?"

"What are stars?"

That curiosity is what makes us human.

É essa curiosidade que nos torna humanos.

And that's what we do with science.

E é isso que fazemos com a ciência.

We like to say that gravitational waves now have a purpose,

Gostamos de dizer que as ondas gravitacionais já têm um propósito

because we're opening up a new way to explore the universe.

porque estamos descobrindo uma nova forma de explorar o universo.

Until now, we were able to see the light of the stars

Até então, conseguíamos ver a luz das estrelas

via electromagnetic waves.

através de ondas eletromagnéticas.

Now we can listen to the sound of the universe,

Agora podemos ouvir o som do universo,

even of things that don't emit light, like gravitational waves.

até mesmo de coisas que não emitem luz, como as ondas gravitacionais.

(Applause)

(Aplausos)

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)

But are they useful?

Mas elas são úteis só pra isso?

Can't we derive any technology from gravitational waves?

Não podemos obter alguma tecnologia a partir das ondas gravitacionais?

Yes, probably.

Sim, talvez.

But it will probably take a lot of time.

Mas provavelmente vai levar muito tempo.

We've developed the technology to detect them,

Desenvolvemos a tecnologia para detectá-las,

but in terms of the waves themselves,

mas, no que se refere às ondas em si,

maybe we'll discover 100 years from now that they are useful.

talvez descubramos daqui a 100 anos que elas são úteis para algo assim.

But it takes a lot of time to derive technology from science,

Mas leva muito tempo para obtermos tecnologia da ciência,

and that's not why we do it.

e esse não é o nosso objetivo.

All technology is derived from science,

Toda tecnologia veio da ciência,

but we practice science for the enjoyment.

mas praticamos a ciência por prazer.

What's left to do?

O ainda falta fazer?

A lot.

Muita coisa. Muita coisa.

A lot; this is only the beginning.

Esse é apenas o começo.

As we make the detectors more and more sensitive --

Conforme deixamos os detectores cada vez mais sensíveis -

and we have lots of work to do there --

e ainda temos muito trabalho para isso -

not only are we going to see more black holes

não só vamos ver mais buracos negros

and be able to catalog how many there are, where they are

e conseguiremos catalogar quantos existem, onde estão

and how big they are,

e de que tamanho são,

we'll also be able to see other objects.

mas conseguiremos ver outros objetos também.

We'll see neutron stars fuse and turn into black holes.

Veremos estrelas de nêutrons se fundirem e se transformarem em buracos negros.

We'll see a black holes being born.

Veremos buracos negros nascendo.

We'll be able to see rotating stars in our galaxy

Conseguiremos ver estrelas giratórias em nossa galáxia

produce sinusoidal waves.

produzirem ondas sinusoidais.

We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy.

Conseguiremos ver explosões de supernovas em nossa galáxia.

We'll be seeing a whole spectrum of new sources.

Vamos ver todo um espectro de novas fontes.

We like to say

Gostamos de dizer

that we've added a new sense to the human body:

que adicionamos um novo sentido ao corpo humano:

now, in addition to seeing,

agora, além da visão, conseguimos ouvir.

we're able to hear.

This is a revolution in astronomy,

É uma revolução na astronomia,

like when Galileo invented the telescope.

como quando Galileu inventou o telescópio,

It's like when they added sound to silent movies.

ou como quando adicionaram o som aos filmes mudos.

This is just the beginning.

Esse é só o começo.

We like to think

Gostamos de pensar

that the road to science is very long -- very fun, but very long --

que o caminho da ciência é bem longo; bem divertido, mas bem longo;

and that we, this large, international community of scientists,

e que nós, essa grande comunidade internacional de cientistas,

trabalhando de diversos países, juntos como uma equipe,

working from many countries, together as a team,

are helping to build that road;

estamos ajudando a construir esse caminho;

that we're shedding light -- sometimes encountering detours --

lançando luz , às vezes encontrando desvios ,

and building, perhaps,

e construindo, talvez,

a highway to the universe.

uma rodovia para o universo.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)