Inside the black hole image that made history | Sheperd Doeleman

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Maricene Crus

Chris Anderson: Muito obrigado por sua presença.

Chris Anderson: Shep, thank you so much for coming.

I think your plane landed literally two hours ago in Vancouver.

Acho que seu avião aterrissou há duas horas em Vancouver.

Such a treat to have you.

É um prazer tê-lo aqui.

So, talk us through how do you get from Einstein's equation to a black hole?

Então, explique para nós como se passa

de uma equação de Einstein para um buraco negro?

Sheperd Doeleman: Over 100 years ago,

Sheperd Doeleman: Há mais de 100 anos,

Einstein came up with this geometric theory of gravity

Einstein criou a teoria geométrica da gravidade que deforma o espaço-tempo.

which deforms space-time.

So, matter deforms space-time,

A matéria deforma o espaço-tempo,

and then space-time tells matter in turn how to move around it.

e o espaço-tempo diz à matéria como se mover ao redor dele.

And you can get enough matter into a small enough region

Podemos colocar matéria suficiente em uma região pequena o bastante

that it punctures space-time,

que perfura o espaço-tempo,

and that even light can't escape,

e nem a luz consegue escapar.

the force of gravity keeps even light inside.

A força da gravidade mantém até a luz no interior.

CA: Antes disso, então, a Terra se move ao redor do Sol

CA: And so, before that, the reason the Earth moves around the Sun

is not because the Sun is pulling the Earth as we think,

não porque o Sol atrai a Terra como nós pensamos,

but it's literally changed the shape of space

mas isso literalmente mudou a forma do espaço

então nós meio que caímos ao redor do Sol.

so that we just sort of fall around the Sun.

SD: Exato, a geometria do espaço-tempo diz à Terra como se mover ao redor do Sol.

SD: Exactly, the geometry of space-time

tells the Earth how to move around the Sun.

You're almost seeing a black hole puncture through space-time,

Estamos quase vendo um buraco negro perfurar o espaço-tempo

and when it goes so deeply in,

e, quando ele entra muito profundamente,

then there's a point at which light orbits the black hole.

há um momento em que a luz orbita o buraco negro.

CA: And so that's, I guess, is what's happening here.

CA: Então, suponho, é o que acontece aqui.

This is not an image,

Esta não é uma imagem,

this is a computer simulation of what we always thought,

é uma simulação computadorizada do que sempre considerávamos ser

like, the event horizon around the black hole.

o horizonte de eventos em torno de um buraco negro.

SD: Until last week, we had no idea what a black hole really looked like.

SD: Até a semana passada,

não tínhamos ideia de como seria um buraco negro.

The best we could do were simulations like this in supercomputers,

O melhor que pudemos fazer foram simulações como esta em supercomputadores,

but even here you see this ring of light,

mas, mesmo aqui, vemos esse anel de luz, que é a órbita dos fótons,

which is the orbit of photons.

That's where photons literally move around the black hole,

onde eles se movem ao redor do buraco negro.

and around that is this hot gas that's drawn to the black hole,

Em torno disso, temos um gás quente que é atraído para o buraco negro,

and it's hot because of friction.

que é quente por causa da fricção.

All this gas is trying to get into a very small volume, so it heats up.

Todo o gás tenta ficar em um volume muito pequeno e, por isso, aquece.

CA: A few years ago, you embarked on this mission

CA: Há alguns anos, você embarcou nessa missão

to try and actually image one of these things.

para tentar obter uma imagem de um desses buracos.

And I guess you took --

Suponho que você tenha se concentrado naquela galáxia.

you focused on this galaxy way out there.

Tell us about this galaxy.

Fale-nos sobre ela.

SD: This is the galaxy --

SD: Esta é a galáxia...

we're going to zoom into the galaxy M87, it's 55 million light-years away.

vamos ampliar a galáxia M87, a 55 milhões de anos-luz de distância,

CA: Fifty-five million.

o que é uma longa distância.

SD: Which is a long way.

And at its heart,

Em seu centro, há um buraco negro com 6,5 bilhões de massa solar.

there's a six-and-a-half-billion- solar-mass black hole.

That's hard for us to really fathom, right?

É difícil imaginarmos isso, não é?

Six and a half billion suns compressed into a single point.

Seis e meio bilhões de sóis comprimidos em um único ponto.

And it's governing some of the energetics of the center of this galaxy.

Está governando uma certa dinâmica do centro dessa galáxia.

CA: But even though that thing is so huge, because it's so far away,

CA: Mas, apesar de ser tão enorme, por estar tão distante,

to actually dream of getting an image of it,

é incrivelmente difícil, na verdade, sonhar em obter uma imagem disso.

that's incredibly hard.

The resolution would be incredible that you need.

A resolução necessária seria incrível.

SD: Os buracos negros são os menores objetos conhecidos do Universo,

SD: Black holes are the smallest objects in the known universe.

But they have these outsize effects on whole galaxies.

mas têm efeitos externos sobre galáxias inteiras.

But to see one,

Para ver um, é preciso construir um telescópio do tamanho da Terra,

you would need to build a telescope as large as the Earth,

porque o buraco negro que vemos emite ondas de rádio abundantes o tempo todo.

because the black hole that we're looking at

gives off copious radio waves.

It's emitting all the time.

CA: Foi isso o que vocês fizeram.

CA: And that's exactly what you did.

SD: Exactly. What you're seeing here

SD: Exato, usamos telescópios ao redor de todo o planeta,

is we used telescopes all around the world,

we synchronized them perfectly with atomic clocks,

nós os sincronizamos perfeitamente com relógios atômicos,

so they received the light waves from this black hole,

para receberem as ondas de luz desse buraco negro.

and then we stitched all of that data together to make an image.

Depois juntamos todos os dados para criar uma imagem.

CA: To do that

CA: Para fazer isso, o tempo tinha que estar favorável

the weather had to be right

in all of those locations at the same time,

em todos os lugares, ao mesmo tempo, para conseguirmos uma visão clara.

so you could actually get a clear view.

SD: We had to get lucky in a lot of different ways.

SD: Tivemos que ter sorte, em vários aspectos.

And sometimes, it's better to be lucky than good.

Às vezes, é melhor ter sorte do que ser bom.

In this case, we were both, I like to think.

Neste caso, gosto de pensar que conseguimos ambos.

But light had to come from the black hole.

Mas a luz tinha que vir do buraco negro.

It had to come through intergalactic space,

Tinha que vir pelo espaço intergalático,

through the Earth's atmosphere, where water vapor can absorb it,

passar pela atmosfera terrestre, onde o vapor de água pode absorvê-la,

and everything worked out perfectly,

e tudo funcionou perfeitamente.

O tamanho da Terra, naquele comprimento de onda de luz de 1 mm,

the size of the Earth at that wavelength of light,

one millimeter wavelength,

was just right to resolve that black hole, 55 million light-years away.

foi o correto para captar

aquele buraco negro a 55 milhões de anos-luz de distância.

The universe was telling us what to do.

O Universo estava nos dizendo o que fazer.

CA: So you started capturing huge amounts of data.

CA: Vocês começaram a capturar quantidades enormes de dados.

I think this is like half the data from just one telescope.

Aqui está a metade dos dados de apenas um telescópio.

SD: Yeah, this is one of the members of our team, Lindy Blackburn,

SD: Sim, este é um membro de nossa equipe, Lindy Blackburn,

que tem metade dos dados gravados no Grande Telescópio Milimétrico,

and he's sitting with half the data

recorded at the Large Millimeter Telescope,

situado no alto de uma montanha a 4640 m, no México.

which is atop a 15,000-foot mountain in Mexico.

And what he's holding there is about half a petabyte.

Aí ele tem cerca de meio petabyte,

Which, to put it in terms that we might understand,

o que, para que possamos compreender,

it's about 5,000 people's lifetime selfie budget.

equivale aproximadamente a uma coleção de "selfies" da vida de 5 mil pessoas.

(Laughter)

(Risos)

CA: It's a lot of data.

CA: São muitos dados.

So this was all shipped, you couldn't send this over the internet.

Tudo teve que ser transportado, não pôde ser enviado pela internet.

All this data was shipped to one place

Foi levado a um local,

e começou o enorme esforço computacional para tentar analisar esses dados.

and the massive computer effort began to try and analyze it.

And you didn't really know

Vocês não sabiam realmente o que conseguiriam extrair de tudo isso.

what you were going to see coming out of this.

SD: A técnica que usamos funciona assim:

SD: The way this technique works that we used --

imagine taking an optical mirror and smashing it

imagine pegar um espelho óptico, esmagá-lo e pôr os estilhaços em locais diferentes.

and putting all the shards in different places.

The way a normal mirror works

O modo como um espelho normal funciona

is the light rays bounce off the surface, which is perfect,

é pela reflexão de raios de luz da superfície perfeita,

que se concentram em um certo ponto ao mesmo tempo.

and they focus in a certain point at the same time.

We take all these recordings,

Pegamos todos esses registros

and with atomic clock precision

e, com a precisão de um relógio atômico,

we align them perfectly, later in a supercomputer.

nós os alinhamos perfeitamente, mais tarde, em um supercomputador,

And we recreate kind of an Earth-sized lens.

e recriamos uma espécie de lente do tamanho da Terra.

And the only way to do that is to bring the data back by plane.

A única maneira de fazer isso é trazendo os dados por avião.

You can't beat the bandwidth of a 747 filled with hard discs.

Não dá para superar a banda larga de um 747 cheio de discos rígidos.

(Laughter)

(Risos)

CA: And so, I guess a few weeks or a few months ago,

CA: Então, há algumas semanas ou há alguns meses,

on a computer screen somewhere,

na tela de um computador, em algum lugar, esse momento começou a ser visível:

this started to come into view.

This moment.

SD: Well, it took a long time.

SD: Bem, levou muito tempo.

CA: I mean, look at this.

CA: Vejam só isto.

That was it.

Foi essa.

Essa foi a primeira imagem.

That was the first image.

(Applause)

(Aplausos)

So tell us what we're really looking at there.

Diga o que estamos realmente vendo lá.

SD: I still love it.

SD: Ainda adoro isso.

(Laughter)

(Risos)

So what you're seeing is that last orbit of photons.

Estamos vendo a última órbita de fótons,

You're seeing Einstein's geometry laid bare.

a geometria exposta de Einstein.

The puncture in space-time is so deep

A perfuração no espaço-tempo é tão profunda que a luz orbita ao redor,

that light moves around in orbit,

so that light behind the black hole, as I think we'll see soon,

de modo que a luz atrás do buraco negro, que veremos em breve,

moves around and comes to us on these parallel lines

se move ao redor e chega até nós em linhas paralelas

at exactly that orbit.

exatamente naquela órbita.

It turns out, that orbit is the square root of 27

Acontece que essa órbita é a raiz quadrada de 27

times just a handful of fundamental constants.

multiplicada por apenas algumas constantes fundamentais.

It's extraordinary when you think about it.

É extraordinário quando pensamos nisso.

CA: When ...

In my head, initially, when I thought of black holes,

CA: No início, quando eu pensava em buracos negros,

I'm thinking that is the event horizon,

achava que, no horizonte de eventos,

there's lots of matter and light whirling around in that shape.

havia muita matéria e luz girando ao redor daquela forma.

But it's actually more complicated than that.

Mas, na verdade, é muito mais complexo do que isso.

Well, talk us through this animation, because it's light being lensed around it.

Explique para nós esta animação, em que a luz é desviada pelo buraco negro.

SD: You'll see here that some light from behind it gets lensed,

SD: Aqui vemos um pouco de luz por trás do buraco negro,

and some light does a loop-the-loop around the entire orbit of the black hole.

e um pouco dela dá uma volta completa ao redor da órbita do buraco negro.

But when you get enough light

Mas, quando há luz suficiente

from all this hot gas swirling around the black hole,

de todo o gás aquecido que gira ao redor do buraco negro,

then you wind up seeing all of these light rays

acabamos vendo todos esses raios de luz

come together on this screen,

que se juntam na tela e representam o lugar onde estamos agora.

which is a stand-in for where you and I are.

And you see the definition of this ring begin to come into shape.

Depois vemos a definição desse anel que começa a ganhar forma.

And that's what Einstein predicted over 100 years ago.

Foi o que Einstein previu há mais de 100 anos.

CA: Yeah, that is amazing.

CA: Sim, isso é incrível.

So tell us more about what we're actually looking at here.

Fale mais sobre o que estamos vendo aqui.

First of all, why is part of it brighter than the rest?

Primeiro, por que uma parte brilha mais do que o restante?

SD: So what's happening is that the black hole is spinning.

SD: O buraco negro está girando,

And you wind up with some of the gas moving towards us below

e parte do gás acaba se movendo em nossa direção, abaixo,

and receding from us on the top.

e se afastando de nós, no alto.

And just as the train whistle has a higher pitch

Assim como o apito do trem tem um som mais agudo

when it's coming towards you,

quando se aproxima de nós,

there's more energy from the gas coming towards us than going away from us.

há mais energia no gás que vem em nossa direção do que no que se afasta de nós.

You see the bottom part brighter

Vemos a parte inferior mais brilhante

because the light is actually being boosted in our direction.

porque a luz está, na verdade, sendo impulsionada em nossa direção.

CA: And how physically big is that?

CA: Fisicamente, qual é o tamanho disso?

SD: Our entire solar system would fit well within that dark region.

SD: Nosso sistema solar completo caberia bem dentro daquela região escura.

And if I may,

E se me permite,

that dark region is the signature of the event horizon.

essa região escura é a assinatura do horizonte de eventos.

The reason we don't see light from there,

Não vemos luz lá

is that the light that would come to us from that place

porque a que chegaria até nós daquele lugar

was swallowed by the event horizon.

foi engolida pelo horizonte de eventos.

So that -- that's it.

Então, é isso.

CA: And so when we think of a black hole,

CA: Quando pensamos em um buraco negro, vêm à mente raios enormes saindo dele,

you think of these huge rays jetting out of it,

which are pointed directly in our direction.

que vêm em nossa direção.

Por que não os vemos?

Why don't we see them?

SD: This is a very powerful black hole.

SD: Esse é um buraco negro muito poderoso,

Not by universal standards, it's still powerful,

não pelos padrões universais, mas ainda é poderoso.

and from the north and south poles of this black hole

Dos polos norte e sul desse buraco negro, acreditamos que saem jatos.

we think that jets are coming.

Now, we're too close to really see all the jet structure,

Estamos perto demais para ver toda a estrutura do jato,

but it's the base of those jets that are illuminating the space-time.

mas é a base desses jatos que ilumina o espaço-tempo.

And that's what's being bent around the black hole.

Isso é o que está sendo curvado ao redor do buraco negro.

CA: And if you were in a spaceship whirling around that thing somehow,

CA: E se estivéssemos numa nave espacial

girando ao redor dessa coisa de alguma forma,

how long would it take to actually go around it?

quanto tempo levaríamos para dar a volta?

SD: First, I would give anything to be in that spaceship.

SD: Em primeiro lugar, eu daria tudo para estar nessa nave.

(Laughter)

(Risos)

Sign me up.

Me inscreva.

There’s something called the -- if I can get wonky for one moment --

Se eu puder divagar um pouco, há uma coisa chamada

the innermost stable circular orbit,

órbita circular estável mais interna,

that's the innermost orbit at which matter can move around a black hole

que é a mais interna na qual a matéria pode se mover

ao redor de um buraco negro, antes de entrar na espiral.

before it spirals in.

And for this black hole, it's going to be between three days and about a month.

Para esse buraco negro, será entre três dias a cerca de um mês.

CA: It's so powerful, it's weirdly slow at one level.

CA: É muito poderoso, mas estranhamente lento em certo nível.

I mean, you wouldn't even notice

Nem mesmo notaríamos

falling into that event horizon if you were there.

se estivéssemos lá e caíssemos nesse horizonte de eventos.

SD: So you may have heard of "spaghettification,"

SD: Você deve ter ouvido falar em "espaguetificação",

where you fall into a black hole

quando caímos em um buraco negro,

and the gravitational field on your feet is much stronger than on your head,

e o campo gravitacional nos pés é muito mais forte do que na cabeça,

so you're ripped apart.

então, somos despedaçados.

This black hole is so big

Esse buraco negro é tão grande

that you're not going to become a spaghetti noodle.

que não iremos nos tornar um espaguete.

You're just going to drift right through that event horizon.

Seremos levados por esse horizonte de eventos.

CA: So, it's like a giant tornado.

CA: É como um tornado gigante.

When Dorothy was whipped by a tornado, she ended up in Oz.

Quando Dorothy foi levada por um tornado, foi parar em Oz.

Where do you end up if you fall into a black hole?

Onde iremos parar se cairmos em um buraco negro?

(Laughter)

(Risos)

SD: Vancouver.

SD: Em Vancouver.

(Laughter)

(Risos)

CA: Oh, my God.

CA: Ah, meu Deus.

(Applause)

(Aplausos)

It's the red circle, that's terrifying.

É o círculo vermelho, é assustador.

No, really.

SD: Black holes really are the central mystery of our age,

SD: Os buracos negros são realmente o mistério central de nossa era,

because that's where the quantum world and the gravitational world come together.

porque é onde o mundo quântico e o gravitacional se juntam.

O que está no interior deles é uma singularidade.

What's inside is a singularity.

And that's where all the forces become unified,

É onde todas as forças se unem,

because gravity finally is strong enough to compete with all the other forces.

porque a gravidade é finalmente forte o bastante

para competir com todas as outras forças.

But it's hidden from us,

Mas está escondido de nós.

the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak.

O Universo o encobriu com o manto supremo da invisibilidade.

So we don't know what happens in there.

Assim, não sabemos o que acontece lá.

CA: So there's a smaller one of these in our own galaxy.

CA: Há um menor desses em nossa galáxia.

Can we go back to our own beautiful galaxy?

Podemos voltar à nossa bela galáxia?

This is the Milky Way, this is home.

Esta é a Via Láctea, nosso lar.

And somewhere in the middle of that there's another one,

Em algum lugar, no meio, há outro buraco negro,

que vocês também estão tentando achar.

which you're trying to find as well.

SD: Já sabemos que está lá e coletamos dados sobre ele,

SD: We already know it's there, and we've already taken data on it.

nos quais estamos trabalhando neste momento.

And we're working on those data right now.

Esperamos ter algo em um futuro próximo, não sei dizer quando.

So we hope to have something in the near future, I can't say when.

CA: It's way closer but also a lot smaller,

CA: Está muito mais próximo, mas também é muito menor,

maybe the similar kind of size to what we saw?

talvez de um tamanho semelhante ao que vimos?

SD: Right. So it turns out that the black hole in M87,

SD: O buraco negro na M87, que vimos anteriormente,

that we saw before,

is six and a half billion solar masses.

tem 6,5 bilhões de massas solares,

But it's so far away that it appears a certain size.

mas está tão distante que parece de um certo tamanho.

The black hole in the center of our galaxy is a thousand times less massive,

O buraco negro no centro de nossa galáxia é mil vezes menor,

but also a thousand times closer.

mas também está mil vezes mais próximo.

So it looks the same angular size on the sky.

Por isso, parecem ter a mesma dimensão angular no céu.

CA: Finalmente, um cumprimento a esse grupo extraordinário de pessoas.

CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people.

Who are these guys?

Quem são elas?

SD: So these are only some of the team.

SD: Estes são apenas alguns membros da equipe.

We marveled at the resonance that this image has had.

Nós nos maravilhamos com a repercussão desta imagem.

Se me dissessem que ela estaria na manchete de todos esses jornais,

If you told me that it would be above the fold in all of these newspapers,

I'm not sure I would have believed you, but it was.

não sei se teria acreditado, mas ela esteve.

Porque esse é um grande mistério,

Because this is a great mystery,

and it's inspiring for us, and I hope it's inspiring to everyone.

é inspirador para nós, e espero que seja para todos.

But the more important thing is that this is just a small number of the team.

Mas o mais importante é que esta é apenas parte de nossa equipe.

Somos 200 pessoas, em 60 institutos, em 20 países e regiões.

We're 200 people strong with 60 institutes

and 20 countries and regions.

If you want to build a global telescope you need a global team.

Se queremos construir um telescópio global, precisamos de uma equipe global.

And this technique that we use of linking telescopes around the world

Esta técnica que usamos de associar telescópios ao redor do mundo

kind of effortlessly sidesteps some of the issues that divide us.

evita facilmente alguns dos problemas que nos dividem.

And as scientists, we naturally come together to do something like this.

Como cientistas, nós nos unimos naturalmente para fazer algo assim.

CA: Wow, boy, that's inspiring for our whole team this week.

CA: Uau, isso é inspirador para toda a nossa equipe nesta semana.

Shep, thank you so much for what you did and for coming here.

Shep, muito obrigado pelo que fez e por ter vindo até aqui.

SD: Thank you.

SD: Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)