Making sense of string theory | Brian Greene

Teoria das Supercordas por Brian Greene

Tradutor: José Raphael Daher Revisor: Fabio Ceconello

In the year 1919,

No ano 1919

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

um virtualmente desconhecido matemático alemão chamado Theodor Kaluza

suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.

sugeriu um idéia atrevida, de certo modo bizarra.

He proposed that our universe

Ele propôs que nosso universo

might actually have more than the three dimensions

deveria realmente ter mais dimensões

that we are all aware of.

do que as três que todos nós já conhecemos.

That is in addition to left, right, back, forth and up, down,

Isto é, em adição à esquerda, direita, trás, frente, cima e baixo,

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

Kaluza propôs que deveriam haver dimensões adicionais de espaço.

that for some reason we don't yet see.

Que por alguma razão nós não vemos.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Agora, quando alguém formula uma idéia atrevida e bizarra,

sometimes that's all it is -- bold and bizarre,

algumas vezes é apenas isso: atrevida e bizarra,

but it has nothing to do with the world around us.

mas não tem nada a ver com o mundo à nossa volta.

This particular idea, however --

Essa particular idéia, entretanto --

although we don't yet know whether it's right or wrong,

apesar de nós ainda não sabermos se está certa ou errada,

and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,

e no fim nós iremos discutir experimentos nos quais, nos próximos anos,

may tell us whether it's right or wrong --

possam nos dizer se é certa ou errada --

this idea has had a major impact on physics in the last century

essa idéia teve um impacto majoritário na física no último século

and continues to inform a lot of cutting-edge research.

e continua a dar informações a muitas pesquisas de ponta.

So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.

Então eu gostaria de contar a vocês algo sobre a história dessas dimensões extras.

So where do we go?

Então, onde vamos nós?

To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.

Para começar nós precisamos de um pouco de história. Voltemos a 1907.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Esse é o ano em que Einstein está radiante

of having discovered the special theory of relativity

por ter descoberto a teoria especial da relatividade

and decides to take on a new project,

e decide embarcar em um novo projeto --

to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.

tentar entender completamente a grande e penetrante força da gravidade.

And in that moment, there are many people around

E naquele momento, havia muitas pessoas do meio

who thought that that project had already been resolved.

que achavam que o projeto já havia sido resolvido.

Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s

Newton havia dado ao mundo a teoria da gravidade no fim de 1600

that works well, describes the motion of planets,

e funciona bem, descreve o movimento dos planetas,

the motion of the moon and so forth,

o movimento da lua e assim por diante,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

o movimento de maçãs apócrifas caindo de árvores,

hitting people on the head.

acertando pessoas na cabeça.

All of that could be described using Newton's work.

Tudo que poderia ser descrito usando o trabalho de Newton.

But Einstein realized that Newton had left something out of the story,

mas Einstein percebeu que Newton deixou algo fora da história,

because even Newton had written

por que Newton tinha escrito

that although he understood how to calculate the effect of gravity,

que apesar de ele entender como calcular o efeito da gravidade,

he'd been unable to figure out how it really works.

ele era incapaz de visualizar como ela realmente funciona.

How is it that the Sun, 93 million miles away,

Como é que o Sol, a 149 milhões de quilômetros,

[that] somehow it affects the motion of the Earth?

de certo modo afeta o movimento da Terra?

How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?

Como o Sol alcança através de um espaço vazio, inerte e exerce influência?

And that is a task to which Einstein set himself --

E essa é uma tarefa para qual Einstein se colocou:

to figure out how gravity works.

visualizar como a gravidade funciona.

And let me show you what it is that he found.

E permita-me mostrar-lhes o que ele encontrou.

So Einstein found

Então Einstein encontrou

that the medium that transmits gravity is space itself.

que o meio que transmite a gravidade é o próprio espaço.

The idea goes like this:

A idéia é esta:

imagine space is a substrate of all there is.

Imagine que o espaço é um substrato de tudo que existe.

Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.

Einstein disse que o espaço é perfeito e plano, se não há matéria presente.

But if there is matter in the environment, such as the Sun,

Mas se há matéria no ambiente, como o Sol,

it causes the fabric of space to warp, to curve.

isso obriga o tecido do espaço a deformar, a curvar.

And that communicates the force of gravity.

E isso transmite a força da gravidade.

Even the Earth warps space around it.

Mesmo a Terra deforma o espaço à sua volta.

Now look at the Moon.

Agora olhe a Lua.

The Moon is kept in orbit, according to these ideas,

A Lua é mantida em órbita, de acordo com essas idéias,

because it rolls along a valley in the curved environment

porque ela rola ao longo de um vale no ambiente curvo

that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.

que o Sol e a Lua e a Terra podem todos criar em virtude da sua presença.

We go to a full-frame view of this.

Nós temos uma vista no quadro completo disso.

The Earth itself is kept in orbit

A própria Terra é mantida em órbita

because it rolls along a valley in the environment that's curved

porque ela rola ao longo de um vale no ambiente que está curvado

because of the Sun's presence.

por causa da presença do Sol.

That is this new idea about how gravity actually works.

Esta é essa nova idéia de como a gravidade realmente funciona.

Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.

Agora, essa idéia foi testada em 1919 através de observações astronômicas.

It really works. It describes the data.

Ela realmente funciona. Ela descreve os dados.

And this gained Einstein prominence around the world.

E isso elevou a proeminência de Einstein ao redor do mundo.

And that is what got Kaluza thinking.

E isso é o que fez Kaluza pensar.

He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.

Ele, como Einstein, estava na busca de algo que chamamos a "teoria unificada".

That's one theory

É a teoria

that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,

que seja capaz de descrever todas as forças da natureza com um conjunto de idéias,

one set of principles, one master equation, if you will.

um conjunto de princípios, uma equação mestre, se você quiser.

So Kaluza said to himself,

Então Kaluza disse a si mesmo,

Einstein has been able to describe gravity

Einstein foi capaz de descrever a gravidade

in terms of warps and curves in space --

em termos de deformações e curvas no espaço --

in fact, space and time, to be more precise.

espaço e tempo, de fato, para ser mais preciso.

Maybe I can play the same game with the other known force,

Talvez eu possa jogar o mesmo jogo com a outra força conhecida,

which was, at that time, known as the electromagnetic force --

que era, naquela época, conhecida como a força eletromagnética --

we know of others today, but at that time

nós conhecemos outras hoje, mas naquele tempo

that was the only other one people were thinking about.

ela era a única outra em que se pensava.

You know, the force responsible for electricity

Você sabe, as forças responsáveis pela eletricidade

and magnetic attraction and so forth.

e atração magnética e assim por diante.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Então Kaluza diz, talvez eu possa jogar o mesmo jogo

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

e descrever a força eletromagnética em termos de deformações e curvas.

That raised a question: warps and curves in what?

Isso levanta a questão: deformações e curvas em que?

Einstein had already used up space and time,

Einstein já havia usado o espaço e tempo,

warps and curves, to describe gravity.

deformações e curvas, para explicar a gravidade.

There didn't seem to be anything else to warp or curve.

Não parecia haver nada mais para deformar ou curvar.

So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.

Então Kaluza disse, bem, talvez hajam mais dimensões de espaço.

He said, if I want to describe one more force,

Ele disse, se eu quero descrever mais uma força,

maybe I need one more dimension.

talvez eu precise de mais uma dimensão.

So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,

Então ele imaginou que o mundo tivesse quatro dimensões de espaço, não três,

and imagined that electromagnetism was warps and curves

e imaginou que o eletromagnetismo era deformações e curvas

in that fourth dimension. Now here's the thing:

nessa quarta dimensão. Agora, o negócio é o seguinte:

when he wrote down the equations describing warps and curves

quando ele escreveu as equações descrevendo as deformações e curvas

in a universe with four space dimensions, not three,

em um universo com quatro dimensões de espaço, não três,

he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --

ele descobriu que as velhas equações que Einstein havia derivado em três dimensões --

those were for gravity --

que eram para a gravidade --

but he found one more equation because of the one more dimension.

mas ele encontrou uma equação a mais por causa da dimensão a mais.

And when he looked at that equation,

E quando ele olhou para aquela equação,

it was none other than the equation

ela era nenhuma outra senão a equação

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

que os cientistas já conheciam há muito e que descrevia a força eletromagnética.

Amazing -- it just popped out.

Estonteante -- ela simplesmente apareceu.

He was so excited by this realization

Ele ficou tão entusiasmado por essa realização

that he ran around his house screaming, "Victory!" --

que ele correu por sua casa gritando: "Vitória!"

that he had found the unified theory.

pois ele havia encontrado a teoria unificada.

Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.

Agora, claramente, Kaluza era um homem que levava a teoria muito a sério.

He, in fact --

Ele, de fato --

there is a story that when he wanted to learn how to swim,

há uma história de quando ele queria queria aprender a nadar,

he read a book, a treatise on swimming --

ele leu um livro, um tratado em natação,

(Laughter)

[risadas]

-- then dove into the ocean.

-- e mergulhou no oceano.

This is a man who would risk his life on theory.

Este é um homem que arriscaria sua vida por uma teoria.

Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,

Agora, mas para aqueles de nós que têm a mente um pouco mais prática,

two questions immediately arise from his observation.

duas questões imediatamente se erguem dessa observação,

Number one: if there are more dimensions in space, where are they?

Nº1: se há mais dimensões de espaço, onde elas estão?

We don't seem to see them.

Não parece que as vemos.

And number two: does this theory really work in detail,

E nº2: a teoria realmente funciona em detalhe,

when you try to apply it to the world around us?

quando você tenta aplicá-la para o mundo à nossa volta?

Now, the first question was answered in 1926

Agora a primeira questão foi respondida em 1926

by a fellow named Oskar Klein.

por um camarada chamado Oskar Klein.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Ele sugeriu que essas dimensões deveriam vir em duas variantes --

there might be big, easy-to-see dimensions,

deveriam haver as dimensões grandes e fáceis de ver,

but there might also be tiny, curled-up dimensions,

mas deveriam haver também as dimensões pequenas e enroladas,

curled up so small, even though they're all around us,

tão enroladas, mesmo à toda nossa volta,

that we don't see them.

que nós não vemos.

Let me show you that one visually.

Deixem-me mostrar-lhes essa visualmente.

So, imagine you're looking at something

Então imagine que você está olhando para algo

like a cable supporting a traffic light.

como um cabo que sustenta um semáforo.

It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --

É Manhattan. Você está no Central Park -- isso é meio irrelevante --

but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,

mas o cabo parece ter apenas uma dimensão de um ponto de vista distante,

but you and I all know that it does have some thickness.

mas vocês e eu, todos sabemos que ele tem que ter certa espessura.

It's very hard to see it, though, from far away.

É muito difícil de ver, pois, de longe.

But if we zoom in and take the perspective of, say,

Mas se nós ampliamos e tomamos a perspectiva de, digamos,

a little ant walking around --

uma pequena formiga andando ao redor --

little ants are so small that they can access all of the dimensions --

pequenas formigas são tão pequenas que elas podem acessar todas as dimensões --

the long dimension,

o comprimento,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

mas também essa direção horária e anti-horária.

And I hope you appreciate this.

Espero que vocês apreciem.

It took so long to get these ants to do this.

Me tomou muito tempo fazer as formigas andarem assim.

(Laughter)

[risadas]

But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:

Mas isso ilustra o fato de que dimensões podem ser de dois tipos:

big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us

Grandes e pequenas. E a idéia de que talvez as grandes dimensões à nossa volta

are the ones that we can easily see,

são as que nós facilmente podemos ver,

but there might be additional dimensions curled up,

mas podem haver dimensões adicionais, enroladas,

sort of like the circular part of that cable,

como a parte circular daquele cabo,

so small that they have so far remained invisible.

tão pequenas que elas ficaram até então invisíveis.

Let me show you what that would look like.

Deixem-me mostrar-lhes como elas podem parecer.

So, if we take a look, say, at space itself --

Se nós dermos uma olhada, digamos, ao próprio espaço -

I can only show, of course, two dimensions on a screen.

Eu posso apenas mostrar, claro, duas dimensões em uma tela.

Some of you guys will fix that one day,

Alguns de vocês vão consertar isso um dia,

but anything that's not flat on a screen is a new dimension,

mas nada que não seja plano em uma tela é uma nova dimensão,

goes smaller, smaller, smaller,

que diminui, diminui, diminui,

and way down in the microscopic depths of space itself,

e muito abaixo nas profundezas microscópicas do próprio espaço --

this is the idea,

essa é a idéia:

you could have additional curled up dimensions --

você pode ter dimensões adicionais enroladas.

here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.

Aqui está uma pequena forma circular -- tão pequena que nós não vemos.

But if you were a little ultra microscopic ant walking around,

Mas se você fosse uma formiga ultramicroscópica andando por aí,

you could walk in the big dimensions that we all know about --

você poderia andar nas grandes dimensões que todos nós conhecemos --

that's like the grid part --

que seria a parte da grade --

but you could also access the tiny curled-up dimension

mas você pode também acessar as dimensões pequenas e enroladas

that's so small that we can't see it with the naked eye

que são tão pequenas que nós não podemos ver a olho nu

or even with any of our most refined equipment.

ou mesmo com qualquer de nossos equipamentos refinados.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

Mas profundamente pregada no tecido do próprio espaço,

the idea is there could be more dimensions, as we see there.

a idéia é que podem haver mais dimensões, como vemos aí.

Now that's an explanation

Agora há uma explicação

about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.

sobre como o universo poderia ter mais dimensões além daquelas que nós vemos.

But what about the second question that I asked:

Mas e sobre a segunda questão que eu perguntei:

does the theory actually work

a teoria realmente funciona

when you try to apply it to the real world?

quando você tenta aplicá-la ao mundo real?

Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others

Bem, acontece que Einstein e Kaluza e muitos outros

worked on trying to refine this framework

trabalharam em tentar refinar essa grade

and apply it to the physics of the universe

e aplicá-la à física do universo

as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.

como era entendido àquele tempo e em detalhe ela não funcionou.

In detail, for instance,

Em detalhe, para seu conhecimento,

they couldn't get the mass of the electron

eles não conseguiram que a massa do elétron

to work out correctly in this theory.

funcionasse corretamente nessa teoria.

So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,

Então muitas pessoas trabalharam nisso, mas pelos anos 40, certamente pelos 50,

this strange but very compelling idea

essa idéia estranha, mas muito atraente,

of how to unify the laws of physics had gone away.

de como unificar as leis da física, se foi.

Until something wonderful happened in our age.

Até que algo admirável aconteceu em nossa época.

In our era, a new approach to unify the laws of physics

Em nossa era, uma nova tentativa para unificar as leis da física

is being pursued by physicists such as myself,

é perseguida por físicos como eu mesmo,

many others around the world,

muitos ao redor do mundo,

it's called superstring theory, as you were indicating.

é chamada Teoria das Supercordas, como vocês estavam esperando.

And the wonderful thing is that superstring theory

E a coisa adimirável é que a teoria das supercordas

has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,

não tinha nada a ver a priori com essa idéia de dimensões extras,

but when we study superstring theory,

mas quando nos estudamos a teoria das supercordas,

we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.

nós percebemos que ela revive a idéia em uma forma nova e cintilante.

So, let me just tell you how that goes.

Então deixem-me apenas contar-lhes como ela é.

Superstring theory -- what is it?

Teoria das supercordas -- o que é isso?

Well, it's a theory that tries to answer the question:

Bem, é uma teoria que tenta responder a questão:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

Qual são os constituintes básicos, fundamentais, indivisíveis, incortáveis

making up everything in the world around us?

fazendo tudo no mundo à nossa volta?

The idea is like this.

A idéia é assim:

So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,

Então nos imagine olhando a um objeto familiar, apenas uma vela em seu suporte,

and imagine that we want to figure out what it is made of.

e imagine que nos queremos visualizar do que isto é feito.

So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.

Então nós vamos a uma jornada profunda dentro do objeto e examinar seus constituintes.

So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.

Então lá no fundo -- nós todos sabemos se você for suficientemente dentro, você tem átomos.

We also all know that atoms are not the end of the story.

Nós também sabemos que os átomos não são o fim da história.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Eles têm pequenos elétrons que fazem um enxame em volta do núcleo central

with neutrons and protons.

com nêutrons e prótons.

Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.

Mesmo os nêutrons e prótons tem partículas menores dentro deles conhecidas como quarks.

That is where conventional ideas stop.

Neste lugar as idéias convencionais param.

Here is the new idea of string theory.

Aqui está a nova idéia da teoria das cordas.

Deep inside any of these particles, there is something else.

Muito dentro de qualquer uma dessas partículas, há algo mais.

This something else is this dancing filament of energy.

Esse algo mais é esse filamento dançante de energia.

It looks like a vibrating string --

Ele se parece com uma corda vibrando;

that's where the idea, string theory comes from.

é daí que a idéia de teoria das cordas vem.

And just like the vibrating strings that you just saw in a cello

E exatamente como as cordas vibrantes que vocês acabaram de ver no

can vibrate in different patterns,

violoncelo (apresentação anterior) que podem vibrar em padrões diferentes,

these can also vibrate in different patterns.

estas também podem vibrar em diferentes padrões.

They don't produce different musical notes.

Elas não produzem notas musicais diferentes.

Rather, they produce the different particles making up the world around us.

Ao invés, elas produzem as diferentes partículas que fazem o mundo à nossa volta.

So if these ideas are correct,

Então, se essas idéias estão corretas;

this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.

isto é como a paisagem ultra-microscópica do universo deve parecer.

It's built up of a huge number

É construída por um enorme número

of these little tiny filaments of vibrating energy,

desses pequenos minúsculos filamentos de energia vibrante,

vibrating in different frequencies.

vibrando em frequências diferentes.

The different frequencies produce the different particles.

As frequências diferentes produzem as diferentes partículas;

The different particles are responsible

As diferentes partículas são responsáveis

for all the richness in the world around us.

por toda riqueza no mundo à nossa volta.

And there you see unification,

E aí você vê unificação,

because matter particles, electrons and quarks,

porque partículas de matéria, elétrons e quarks,

radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.

partículas de radiação, fótons, grávitons, são todos construídos de uma entidade.

So matter and the forces of nature all are put together

Então matéria e as forças da natureza são todas colocadas juntas

under the rubric of vibrating strings.

sob a rubrica de cordas vibrantes.

And that's what we mean by a unified theory.

E isso é o que entendemos por uma teoria unificada.

Now here is the catch.

Agora aqui está a pegada.

When you study the mathematics of string theory,

Quando você estuda a matemática da teoria das cordas,

you find that it doesn't work

você descobre que ela não funciona

in a universe that just has three dimensions of space.

em um universo que tenha apenas três dimensões de espaço.

It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.

Ela não funciona em um universo com quatro dimensões de espaço, nem cinco, nem seis.

Finally, you can study the equations, and show that it works

Finalmente, você pode estudar as equações, e mostrar que elas funcionam,

only in a universe that has 10 dimensions of space

apenas em um universo que tenha 10 dimensões de espaço.

and one dimension of time.

e uma dimensão de tempo.

It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --

Isso nos leva de volta à idéia de Kaluza e Klein --

that our world, when appropriately described,

que nosso mundo, quando descrito apropriadamente,

has more dimensions than the ones that we see.

tem mais dimensões além daquelas que podemos ver.

Now you might think about that and say, well,

Agora você pode pensar sobre e dizer, bem,

OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,

OK, você sabe, se você tem mais dimensões, e elas são realmente bem enroladas,

yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.

sim, talvez nós não as veremos se elas forem suficientemente pequenas.

But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,

Mas, se há uma pequena civilização de homenzinhos verdes andando lá,

and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.

e você faz eles pequenos o suficiente que nós não poderemos vê-los também, isso é verdade.

One of the other predictions of string theory --

Uma das outras predições da teoria das cordas --

no, that's not one of the other predictions of string theory.

não, isso não é uma das predições da teoria das cordas.

(Laughter)

[risadas]

But it raises the question:

Mas, isso levanta a questão:

are we just trying to hide away these extra dimensions,

estamos nós apenas tentando esconder essas dimensões extras,

or do they tell us something about the world?

ou elas dizem algo sobre o mundo?

In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.

E no tempo que me resta, eu gostaria de contar-lhes duas características delas.

First is, many of us believe that these extra dimensions

A primeira é, muitos de nós acreditam que essas dimensões extras

hold the answer to what perhaps is the deepest question

guardam a resposta para o que talvez seja a questão mais profunda

in theoretical physics, theoretical science.

na física teórica, ciência teórica.

And that question is this: when we look around the world,

E a questão é esta: quando nós olhamos o mundo à nossa volta,

as scientists have done for the last hundred years,

como cientistas têm feito pelos últimos 100 anos,

there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.

parece haver mais ou menos 20 números que realmente descrevem o universo.

These are numbers like the mass of the particles,

São números como a massa das partículas,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

como elétrons e quarks, a intensidade da gravidade,

the strength of the electromagnetic force --

a intensidade da força eletétromagnética --

a list of about 20 numbers

uma lista de mais ou menos 20 números

that have been measured with incredible precision,

que têm sido medidos com uma incrível precisão,

but nobody has an explanation

mas ninguém tem uma explicação

for why the numbers have the particular values that they do.

do porque os números têm esses particulares valores que ele têm.

Now, does string theory offer an answer?

Agora, oferece a teoria das cordas uma resposta?

Not yet.

Não ainda.

But we believe the answer for why those numbers have the values they do

Mas nós acreditamos que a resposta para o porquê desses números terem os valores que têm

may rely on the form of the extra dimensions.

pode estar na forma dessas dimensões extras.

And the wonderful thing is, if those numbers

E a coisa admirável é, se esses números

had any other values than the known ones,

tivessem quaisquer outros valores diferentes dos conhecidos,

the universe, as we know it, wouldn't exist.

o universo, como nós conhecemos, não existiria.

This is a deep question.

É uma questão profunda.

Why are those numbers so finely tuned

Por que esses números tão finamente sintonizados

to allow stars to shine and planets to form,

para permitir as estrelas brilharem e os planetas se formar,

when we recognize that if you fiddle with those numbers --

quando nós reconhecemos que, se você embaralhar esses números --

if I had 20 dials up here

se eu tivesse 20 marcações aqui

and I let you come up and fiddle with those numbers,

e deixasse você você vir e bagunçar esses números,

almost any fiddling makes the universe disappear.

a mínima bagunça faz o universo desaparecer.

So can we explain those 20 numbers?

Então, podemos nós explicar esses 20 números?

And string theory suggests that those 20 numbers

E a teoria das cordas sugere que esses 20 números

have to do with the extra dimensions.

têm a ver com dimensões extras.

Let me show you how.

Deixe-me mostrar-lhes como.

So when we talk about the extra dimensions in string theory,

Então quando nós falamos de dimensões extras na teoria das cordas,

it's not one extra dimension,

não é apenas uma dimensão extra,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

como nas velhas idéias de Kaluza e Klein.

This is what string theory says about the extra dimensions.

É isto que a teoria das cordas diz sobre dimensões extra.♫

They have a very rich, intertwined geometry.

Elas têm uma muito rica geometria entrelaçada.

This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --

Esse é um exemplo de algo conhecido como forma Calabi-Yau --

name isn't all that important.

o nome não é de todo importante.

But, as you can see,

Mas como vocês podem ver,

the extra dimensions fold in on themselves

as dimensões extras dobram-se sobre si mesmas

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

e entrelaçam de uma forma muito interessante, uma estrutura interessante.

And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,

E a idéia é que se é assim que as dimensões extras parecem,

then the microscopic landscape of our universe all around us

então o a paisagem microscópica de todo o universo à nossa volta

would look like this on the tiniest of scales.

deve parecer com isso nas escalas minúsculas.

When you swing your hand,

Quando você balança sua mão,

you'd be moving around these extra dimensions over and over again,

você estaria se movendo em torno dessas dimensões extras de novo e de novo,

but they're so small that we wouldn't know it.

mas elas são tão pequenas que nós não poderíamos saber.

So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?

Então qual é a explicação física, pois, relevante para esses 20 números.

Consider this. If you look at the instrument, a French horn,

Considerem isso. Se você olha para um instrumento, uma trompa,

notice that the vibrations of the airstreams

notem que as vibrações das correntes de ar

are affected by the shape of the instrument.

são afetadas pela forma do instrumento.

Now in string theory,

Agora na teoria das cordas,

all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.

Todos os números são reflexões de como as cordas podem vibrar.

So just as those airstreams

Então exatamente como correntes de ar

are affected by the twists and turns in the instrument,

são afetadas pelas dobras e voltas no instrumento,

strings themselves will be affected

as cordas em si serão afetadas

by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.

pelos padrões vibracionais na geometria nas quais elas estão se movendo.

So let me bring some strings into the story.

Então deixe-me trazer algumas cordas à história.

And if you watch these little fellows vibrating around --

E se você assistir essas pequenas amigas vibrando por aí --

they'll be there in a second -- right there,

elas estarão aí em um segundo -- logo ali,

notice that they way they vibrate is affected

note que o modo como elas vibram é afetado

by the geometry of the extra dimensions.

pela geometria das dimensões extras.

So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --

Então se nós soubéssemos exatamente como essas dimensões extras se parecem --

we don't yet, but if we did --

nós não sabemos ainda, mas se soubéssemos --

we should be able to calculate the allowed notes,

nós seríamos capazes de calcular as notas permitidas,

the allowed vibrational patterns.

os padrões vibratórios permitidos,

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

E se nós pudermos calcular os padrões vibratórios permitidos,

we should be able to calculate those 20 numbers.

nós devemos ser capazes de calcular esses 20 números.

And if the answer that we get from our calculations

E se a resposta que nós conseguirmos pelos cálculos

agrees with the values of those numbers

concordar com os valores desses números

that have been determined

que já foram determinados

through detailed and precise experimentation,

através de experimentação detalhada e precisa,

this in many ways would be the first fundamental explanation

isto de várias maneiras poderia ser a primeira explicação fundamental

for why the structure of the universe is the way it is.

para o porquê de a estrutura do universo ser como é.

Now, the second issue that I want to finish up with is:

Agora, o segundo problema com o qual eu desejo acabar é:

how might we test for these extra dimensions more directly?

Como podemos testar essas dimensões extras mais diretamente?

Is this just an interesting mathematical structure

É apenas uma estrutura matemática interessante

that might be able to explain

que pode ser capaz de explicar

some previously unexplained features of the world,

algumas características inexplicadas do mundo,

or can we actually test for these extra dimensions?

ou podemos nós realmente testar essas dimensões extras?

And we think -- and this is, I think, very exciting --

E nós pensamos -- isto é, eu penso, muito entusiasmado --

that in the next five years or so we may be able to test

que nos próximos cinco anos ou mais nós sejamos capazes de testar

for the existence of these extra dimensions.

a existência dessas dimensões extras.

Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,

O negócio é o seguinte. No CERN, Genebra, Suíça,

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

uma máquina está sendo construída chamada o Grande Colisor de Hádrons (LHC).

It's a machine that will send particles around a tunnel,

É uma máquina que vai mandar partículas às voltas em um túnel,

opposite directions, near the speed of light.

em sentidos opostos, próximas à velocidade da luz.

Every so often those particles will be aimed at each other,

Frequentemente essas partículas serão miradas uma à outra,

so there's a head-on collision.

de maneira que haja uma colisão frontal.

The hope is that if the collision has enough energy,

A esperança é que se a colisão tiver energia suficiente,

it may eject some of the debris from the collision

isso talvez expulse alguns dos escombros da colisão

from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.

de nossa dimensão, forçando-os a entrar nas outras dimensões.

How would we know it?

Como nós saberemos isso?

Well, we'll measure the amount of energy after the collision,

Bem, nós vamos medir a quantidade de energia após a colisão,

compare it to the amount of energy before,

comparar com a quantidade de energia anterior,

and if there's less energy after the collision than before,

e se tiver menos energia depois da colisão que antes,

this will be evidence that the energy has drifted away.

isso será evidência de que a energia desgarrou-se.

And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,

E se desgarrou no padrão correto que nós possamos calcular,

this will be evidence that the extra dimensions are there.

isso será evidência de que dimensões extras estão lá.

Let me show you that idea visually.

Deixem-me mostrar-lhes essa idéia visualmente.

So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --

Então imagine que eu tenho um certo tipo de partícula chamada gráviton --

that's the kind of debris we expect to be ejected out,

é um tipo de escombro que nós esperamos ser expelido

if the extra dimensions are real.

se as dimensões extras forem reais.

But here's how the experiment will go.

Mas é assim que o experimento será.

You take these particles. You slam them together.

Você pega essas partículas. Você as bate uma à outra.

You slam them together, and if we are right,

Você as bate uma à outra, e se nós estivermos certos,

some of the energy of that collision

parte da energia da colisão

will go into debris that flies off into these extra dimensions.

vai em escombros que voam para dentro dessas dimensões extras.

So this is the kind of experiment

Então esse é o tipo de experimento

that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.

que nós estaremos vendo nos próximos cinco, sete a 10 anos ou mais.

And if this experiment bears fruit,

E se esse experimento der frutos,

if we see that kind of particle ejected

se nós vermos esse tipo de partícula expelida

by noticing that there's less energy in our dimensions

por notar que há menos energia em nossas dimensões

than when we began,

que quando começamos,

this will show that the extra dimensions are real.

isso irá mostrar que essas dimensões extras são reais.

And to me this is a really remarkable story,

E para mim isso é uma história realmente notável,

and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --

e uma oportunidade notável. Voltando a Newton, com o espaço absoluto --

didn't provide anything but an arena, a stage

não forneceu nada além de uma arena, um palco

in which the events of the universe take place.

nos quais os eventos do universo tomavam lugar.

Einstein comes along and says,

Einstein vem e diz,

well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.

bem, espaço e tempo podem deformar-se e curvar-se, isso é a gravidade.

And now string theory comes along and says,

E agora a teoria das cordas vem e diz,

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

sim, gravidade, mecânica quântica, eletromagnetismo --

all together in one package,

todos juntos em um pacote,

but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.

mas apenas se o universo possuir mais dimensões além daquelas que podemos ver.

And this is an experiment that may test for them in our lifetime.

E esse é um experimento que pode testá-las enquanto ainda vivemos.

Amazing possibility.

Uma possibilidade estonteante.

Thank you very much.

Muito obrigado!

(Applause)

[aplausos]