A theory of everything | Garrett Lisi

Garret Lisi sobre sua teoria do todo

Tradutor: Fabio Ceconello Revisor: Marcos Beraldo

Whoa, dude.

Nossa, cara! Olha estas equações iradas! Animal!

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can

Na verdade, pelos próximos 18 minutos vou fazer o melhor que posso

to describe the beauty of particle physics without equations.

para descrever a beleza da física de partículas sem nenhuma equação.

It turns out there's a lot we can learn from coral.

Acontece que existe muito que podemos aprender em um coral.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

O coral é um animal muito bonito e excêntrico.

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

Cada cabeça de coral consiste de milhares de pólipos individuais.

These polyps are continually budding and branching

Estes pólipos estão continuamente brotando e multiplicando

into genetically identical neighbors.

em vizinhos geneticamente idênticos.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Se imaginarmos isto como um coral hiper-inteligente,

podemos isolar um indivíduo e perguntar a ele uma questão racional.

we can single out an individual and ask him a reasonable question.

We can ask how exactly he got to be in this particular location

Podemos perguntar como exatamente ele calhou estar naquele lugar em particular

compared to his neighbors --

em relação a seus vizinhos --

if it was just chance, or destiny, or what?

-- se foi acaso, ou destino, ou o quê?

Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,

Agora, depois de nos xingar por aumentar a temperatura,

ele nos diria que nossa questão é completamente estúpida.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Estes corais podem ser bem grosseiros, como vemos,

and I have surfing scars to prove that.

e eu tenho cicatrizes de surfe para provar.

But this polyp would continue and tell us

Mas este pólipo continuaria e nos diria

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

que seus vizinhos eram claramente cópias idênticas dele.

That he was in all these other locations as well,

Que ele estava em todos esses outros lugares também,

but experiencing them as separate individuals.

mas experimentando-os como indivíduos separados.

For a coral, branching into different copies

Para um coral, multiplicar-se em cópias diferentes

is the most natural thing in the world.

é a coisa mais natural do mundo.

Unlike us, a hyperintelligent coral

Diferente de nós, um coral hiper-inteligente estaria extremamente preparado

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

para entender a mecânica quântica.

The mathematics of quantum mechanics

A matemática da mecânica quântica descreve muito precisamente

very accurately describes how our universe works.

como nosso universo funciona.

And it tells us our reality is continually branching into different possibilities,

E ela nos diz que nossa realidade está continuamente multiplicando

em diferentes possibilidades, exatamente como um coral.

just like a coral.

It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,

É algo esquisito para a mente humana entender,

since we only ever get to experience one possibility.

já que nós só temos oportunidade de experimentar uma possibilidade.

This quantum weirdness was first described

Essa esquisitice quântica foi descrita pela primeira vez

by Erwin Schrödinger and his cat.

por Erwin Schrödinger e seu gato.

The cat likes this version better.

O gato gosta mais desta versão.

(Laughter)

(Risos)

In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample

Neste experimento, Schrödinger está em uma caixa com uma amostra radioativa

that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state

que, pelas leis da mecânica quântica, deriva para um estado

in which it is radiated and a state in which it is not.

em que está irradiando e um estado em que não está.

(Laughter)

(Risos)

In the branch in which the sample radiates,

No estado em que a amostra irradia,

ele dispara um gatilho que libera veneno e Schrödinger está morto.

it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.

But in the other branch of reality, he remains alive.

Mas na outra versão da realidade, ele permanece vivo.

These realities are experienced separately by each individual.

Estas realidades são experimentadas separadamente por cada indivíduo.

As far as either can tell, the other one doesn't exist.

Tanto quanto cada um percebe, o outro não existe.

This seems weird to us,

Isto parece estranho para nós, porque cada um de nós

because each of us only experiences an individual existence,

experimenta apenas uma existência individual,

and we don't get to see other branches.

e nós não temos a chance de ver as outras.

It's as if each of us, like Schrödinger here,

É como se cada um de nós, como Schrödinger aqui, somos como um coral

are a kind of coral branching into different possibilities.

multiplicando em diferentes possibilidades.

The mathematics of quantum mechanics tells us

A matemática da mecânica quântica nos diz

this is how the world works at tiny scales.

que é assim que o mundo funciona em escalas minúsculas.

It can be summed up in a single sentence:

pode ser sumarizado em uma única sentença:

Everything that can happen, does.

Tudo que pode acontecer, acontece.

That's quantum mechanics.

Isto é a mecânica quântica.

But this does not mean everything happens.

Mas isto não significa que tudo acontece.

The rest of physics is about describing what can happen and what can't.

O resto da física envolve descrever o que pode acontecer

e o que não pode.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

O que a física nos diz é que tudo depende da geometria

and the interactions of elementary particles.

e das interações das partículas elementares.

E coisas podem acontecer apenas se estas interações

And things can happen only if these interactions are perfectly balanced.

estão em perfeito equilíbrio.

Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,

Agora eu vou avançar e descrever o que nós sabemos sobre estas partículas,

o que elas são e como este equilíbrio funciona.

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

Nesta máquina, um feixe de prótons e anti-prótons

are accelerated to near the speed of light

são acelerados para quase a velocidade da luz

and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.

e unidos em uma colisão, produzindo um pulso de energia pura.

This energy is immediately converted into a spray of subatomic particles,

Esta energia é imediatamente convertida em uma chuva

de partículas semi-atômicas,

with detectors and computers used to figure out their properties.

com detectores e computadores usados para analisar suas propriedades.

This enormous machine --

Esta enorme máquina, o Large Hadron Collider,

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

no CERN, em Genebra,

has a circumference of 17 miles and, when it's operating,

tem uma circunferência de 17 milhas (27 Km)

e, quando em operação, consome cinco vezes a energia

draws five times as much power as the city of Monterey.

consumida pela cidade de Monterey.

We can't predict specifically

Podemos prever especificamente que partículas serão produzidas

what particles will be produced in any individual collision.

em qualquer colisão individual.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

A mecânica quântica nos diz que todas as possibilidades são realizadas.

But physics does tell us what particles can be produced.

Mas a física nos diz que partículas podem ser produzidas.

These particles must have just as much mass and energy

Estas partículas devem ter exatamente a mesma massa e energia

as is carried in by the proton and antiproton.

que está contida no próton e no anti-próton.

Any particles more massive than this energy limit aren't produced,

Quaisquer partículas com mais que este limite de energia

não são produzidas, e permanecem invisíveis para nós.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Isto é porquê este novo acelerador de partículas é empolgante.

It's going to push this energy limit seven times

Ele vai elevar o limite desta energia sete vezes

beyond what's ever been done before,

além do que já foi obtido antes,

so we're going to get to see some new particles very soon.

então conseguiremos ver novas partículas em breve.

But before talking about what we might see,

Mas antes de falar sobre o que poderemos ver

let me describe the particles we already know of.

deixem-me descrever as partículas que nós já conhecemos.

There's a whole zoo of subatomic particles.

Existe um zoológico de partículas subatômicas.

Most of us are familiar with electrons.

Muitos de nós conhecemos os elétrons.

A lot of people in this room make a good living pushing them around.

Muitas das pessoas desta sala ganham a vida

mexendo com eles.

(Risos)

(Laughter)

But the electron also has a neutral partner called the neutrino,

Mas o eléctron tem também um parceiro neutro chamado neutrino,

with no electric charge and a very tiny mass.

sem carga elétrica e uma massa muito pequena.

In contrast, the up and down quarks have very large masses,

Em contraste, os quarks up e down têm massas muito grandes,

and combine in threes to make the protons and neutrons inside atoms.

e combinam em trios para resultar em prótons e nêutrons

dentro dos átomos.

All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,

Todas estas partículas de matéria existem em variedades esquerda e direita,

e têm correspondentes anti-partículas com cargas opostas.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Estas partículas familiares têm também as menos familiares

segunda e terceira gerações, que têm as mesmas cargas da primeira

which have the same charges as the first but have much higher masses.

mas massas muito maiores.

These matter particles all interact with the various force particles.

Estas partículas de matéria todas interagem com as várias partículas de força.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

A força eletromagnética interage com a matéria eletricamente carregada

via particles called photons.

através de partículas chamadas fótons.

There is also a very weak force

Existe também uma força muito fraca chamada, sem muita criatividade,

called, rather unimaginatively, the weak force ...

de força fraca, que interage

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

só com a matéria na versão esquerda.

The strong force acts between quarks

A força forte age entre quarks que possuem

which carry a different kind of charge, called color charge,

um outro tipo de carga, chamada carga de cor,

and come in three different varieties: red, green and blue.

e vem em três variedades diferentes: vermelho, verde e azul.

You can blame Murray Gell-Mann for these names -- they're his fault.

Vocês podem culpar Murray Gell-Mann por estes nomes --

a culpa é dele.

Finally, there's the force of gravity,

Finalmente, existe a força da gravidade, que interage com a matéria

which interacts with matter via its mass and spin.

através da sua massa e spin.

The most important thing to understand here

A coisa mais importante para entender aqui

is that there's a different kind of charge associated with each of these forces.

é que existe um tipo diferente de carga associado

com cada uma destas forças.

These four different forces interact with matter

Estas quatro forças diferentes interagem com a matéria

according to the corresponding charges that each particle has.

de acordo com as cargas correspondentes que cada partícula tem.

A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,

Uma partícula que não foi vista ainda, mas que temos razoável certeza de que existe

é a partícula de Higgs, que dá massa a todas estas outras partículas.

is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.

The main purpose of the Large Hadron Collider

O principal propósito do Large Hadron Collider

é ver esta partícula Higgs, e estamos quase certos de que veremos.

is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.

But the greatest mystery is what else we might see.

Mas o maior mistério é o que mais poderemos ver.

And I'm going to show you one beautiful possibility

E eu vou mostrar a vocês uma linda possibilidade

towards the end of this talk.

até o final desta palestra.

Now, if we count up all these different particles

Agora, se contarmos todas estas partículas diferentes

using their various spins and charges,

usando seus vários spins e cargas, existem 226.

there are 226.

That's a lot of particles to keep track of.

É um monte de partículas para acompanhar.

And it seems strange

E parece estranho que a natureza teria

that nature would have so many elementary particles.

tantas partículas elementares.

But if we plot them out according to their charges,

Mas se as desenharmos de acordo com suas cargas,

some beautiful patterns emerge.

alguns belos padrões emergem.

The most familiar charge is electric charge.

A carga mais familiar é a carga elétrica.

Electrons have an electric charge,

Elétrons têm uma carga elétrica, que é negativa,

a negative one,

e quarks têm cargas elétricas em terços.

and quarks have electric charges in thirds.

Então se dois quarks up e um down são combinados

So when two up quarks and a down quark are combined to make a proton,

para formar um próton, ele terá uma carga elétrica total positiva de um.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

As partículas têm também anti-partículas que têm cargas opostas.

Now, it turns out the electric charge

Acontece que as cargas elétricas na verdade

is actually a combination of two other charges:

têm uma combinação de duas outras cargas:

hypercharge and weak charge.

hipercarga e carga fraca.

If we spread out the hypercharge and weak charge

Se espalharmos a hipercarga e a carga fraca

e desenharmos as cargas das partículas neste espaço bidimensional de cargas,

and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,

the electric charge is where these particles sit

a carga elétrica é onde estas partículas ficam

along the vertical direction.

ao longo do eixo vertical.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

As forças eletromagnética e nuclear fraca interagem com a matéria

according to their hypercharge and weak charge,

de acordo com sua hipercarga e carga fraca,

which make this pattern.

que formam este padrão.

This is called the unified electroweak model,

Isto é chamado o Modelo Eletrofraco Universal,

e ele foi concebido em 1967.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

A razão porque muitos de nós conhecemos apenas a carga elétrica

and not both of these is because of the Higgs particle.

e não ambas estas é por causa da partícula Higgs.

The Higgs, over here on the left, has a large mass

A Higgs, aqui à esquerda, tem uma massa grande

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

e quebra a simetria deste padrão eletrofraco.

It makes the weak force very weak by giving the weak particles a large mass.

Ela faz com que a força fraca seja muito fraca

ao dar a partículas fracas uma massa grande.

Since this massive Higgs sits along the horizontal direction in this diagram,

Uma vez que esta Higgs pesada fica ao longo do eixo horizontal

neste diagrama, os fótons do eletromagnetismo permanecem sem massa

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

e interagem com cargas elétricas ao longo do eixo vertical

in this charge space.

neste espaço de cargas.

So the electromagnetic and weak forces

Portanto as forças eletromagnética e fraca são descritas

are described by this pattern of particle charges

por este padrão de cargas de partículas no espaço bidimensional.

in two-dimensional space.

We can include the strong force by spreading out its two charge directions

Podemos incluir a força nuclear forte ao separar

estes dois eixos de cargas e plotar as cargas

and plotting the charges of the force particles in quarks

das partículas de força em quarks ao longo destes eixos.

along these directions.

The charges of all known particles

As cargas de todas as partículas conhecidas podem ser plotadas

can be plotted in a four-dimensional charge space,

em um espaço de cargas tetradimensional, e projetadas

and projected down to two dimensions like this so we can see them.

em duas dimensões como este para que possamos visualizar.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Sempre que as partículas interagem, a natureza mantém as coisas em perfeito equilíbrio

along all four of these charge directions.

ao longo de todos estes quatro eixos de cargas.

If a particle and an antiparticle collide,

Se uma partícula e uma anti-partícula colidem, elas criam um pulso de energia

it creates a burst of energy and a total charge of zero

e uma carga total de zero em todos os quatro eixos de cargas.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

Neste ponto, qualquer coisa pode ser criada desde que tenha

as long as it has the same energy and maintains a total charge of zero.

a mesma energia e mantenha uma carga total zero.

For example, this weak force particle and its antiparticle

Por exemplo, esta partícula de força fraca e sua anti-partícula

can be created in a collision.

podem ser criadas em uma colisão.

In further interactions, the charges must always balance.

em interações subsequentes, as cargas devem sempre equilibrar.

One of the weak particles could decay into an electron and an antineutrino,

Uma das partículas fracas pode decair para um elétron

e um anti-neutrino,

and these three still add to zero total charge.

e estes três ainda têm soma zero de carga total.

Nature always keeps a perfect balance.

A natureza sempre mantém um equilíbrio perfeito.

So these patterns of charges are not just pretty.

Assim, estes padrões de cargas não apenas são belos.

Eles nos dizem que interações podem acontecer.

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

E podemos rotacionar este espaço de cargas em quatro dimensões

to get a better look at the strong interaction,

para ter uma visão melhor da interação forte,

que tem esta bela simetria hexagonal.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

Em uma interação forte, a partícula de força forte, como esta,

such as this one,

interacts with a colored quark, such as this green one,

interage com o quark colorido, como este verde,

para produzir um quark com outra carga de cor -- este vermelho.

to give a quark with a different color charge -- this red one.

And strong interactions are happening millions of times

E as interações fortes estão acontecendo milhões de vezes

cada segundo em cada átomo dos nossos corpos,

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

mantendo os núcleos atômicos íntegros.

But these four charges corresponding to three forces

Mas estas quatro cargas correspondentes a três forças

are not the end of the story.

não são o fim da história.

We can also include two more charges corresponding to the gravitational force.

Podemos também incluir duas outras cargas

correspondentes à força gravitacional.

Quando as incluimos, cada partícula de matéria

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

tem duas diferentes cargas de spin, spin-up e spin-down.

spin-up and spin-down.

So they all split and give a nice pattern in six-dimensional charge space.

Então todas elas dividem, e geram um belo padrão

em um espaço de cargas hexadimensional.

We can rotate this pattern in six dimensions

Podemos rotacionar este padrão em seis dimensões,

e ver que ele é bem bonito.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Neste instante, este padrão coincide com nosso melhor conhecimento atual

of how nature is built at the tiny scales of these elementary particles.

de como a natureza é construída nas escalas minúsculas

destas partículas elementares.

This is what we know for certain.

Isto é o que sabemos com certeza.

Some of these particles are at the very limit

Algumas destas partículas estão no limite absoluto

do que podemos alcançar com experimentos.

of what we've been able to reach with experiments.

From this pattern

Deste padrão, já conhecemos a física de partículas

we already know the particle physics of these tiny scales --

destas minúsculas escalas. A forma como o universo funciona

the way the universe works at these tiny scales is very beautiful.

com estas minúsculas escalas é muito bonita.

But now I'm going to discuss some new and old ideas

Mas agora eu vou discutir algumas novas e velhas idéias

about things we don't know yet.

sobre coisas que não sabemos ainda.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Queremos expandir este padrão usando matemática pura,

e ver se podemos pôr as mãos na coisa inteira.

and see if we can get our hands on the whole enchilada.

We want to find all the particles and forces

Queremos descobrir todas as partículas e forças

that make a complete picture of our universe.

que resultam em uma visão completa do nosso universo.

And we want to use this picture to predict new particles

E queremos usar esta visão para prever novas partículas

that we'll see when experiments reach higher energies.

que vamos ver quando os experimentos alcançarem energias mais altas.

So there's an old idea in particle physics

Existe uma velha idéia na física de partículas

that this known pattern of charges,

de que este padrão conhecido de cargas, que não é muito simétrico,

which is not very symmetric,

could emerge from a more perfect pattern that gets broken --

pode emergir de um padrão mais perfeito que ficou defeituoso,

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

similar a como a partícula Higgs quebra o padrão eletrofraco

to give electromagnetism.

para resultar em eletromagnetismo.

In order to do this, we need to introduce new forces

Com este objetivo, precisamos introduzir novas forças

with new charge directions.

com novos eixos de cargas.

When we introduce a new direction,

Quando acrescentamos um novo eixo, temos de adivinhar

we get to guess what charges the particles have along this direction,

que cargas as partículas têm ao longo desse eixo,

and then we can rotate it in with the others.

e então podemos rotacionar em torno dele com os outros.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Se adivinharmos sabiamente, podemos imaginar as cargas padrão

in six charge dimensions as a broken symmetry

em seis dimensões de cargas como uma simetria defeituosa

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

deste padrão mais perfeito em sete dimensões de carga.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Esta escolha particular corresponde à grande teoria unificada

introduced by Pati and Salam in 1973.

introduzida por Pati e Salam em 1973.

When we look at this new unified pattern,

Quando olhamos este novo padrão unificado,

we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.

podemos ver algumas lacunas onde partículas parecem estar faltando.

This is the way theories of unification work.

É assim que as teorias de unificação funcionam.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

Um físico procura por padrões maiores, mais simétricos

that include the established pattern as a subset.

que incluem o padrão estabelecido como um subconjunto.

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

O padrão maior nos permite prever a existência

de partículas que nunca foram vistas.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Este modelo de unificação prevê a existência destas duas

of these two new force particles,

novas partículas de força, que devem atuar muito parecido com a força fraca,

which should act a lot like the weak force, only weaker.

apenas mais fraca.

Now, we can rotate this set of charges in seven dimensions

Agora podemos rotacionar este conjunto de cargas em sete dimensões

e ponderar um estranho fato sobre estas partículas de matéria:

and consider an odd fact about the matter particles:

a segunda e a terceira gerações de matéria

the second and third generations of matter

têm exatamente as mesmas cargas no espaço de cargas hexadimensional

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

que a primeira geração.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Estas particulas não apenas são unicamente identificadas por suas seis cargas.

They sit on top of one another in the standard charge space.

Elas ficam uma acima da outra no espaço de cargas padrão.

However, if we work in eight-dimensional charge space,

Entretanto, se nós trabalharmos em um espaço de cargas octodimensional,

then we can assign unique new charges to each particle.

então podemos atribuir novas cargas únicas a cada partícula.

Then we can spin these in eight dimensions

Então podemos girar estas em oito dimensões,

and see what the whole pattern looks like.

e ver com que o padrão inteiro se parece.

Here we can see the second and third generations of matter now,

Aqui podemos ver que a segunda e terceira gerações de matéria agora

se relacionam à primeira por uma simetria chamada "trialidade."

related to the first generation by a symmetry called "triality."

This particular pattern of charges in eight dimensions

Este padrão particular de cargas em oito dimensões é realmente

is actually part of the most beautiful geometric structure in mathematics.

parte da mais bela estrutura geométrica da matemática.

It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.

É um padrão do maior grupo Lie E8 excepcional.

This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.

Este grupo Lie é uma forma suave, curvada com 248 dimensões.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Cada ponto deste padrão corresponde a uma simetria

of this very complex and beautiful shape.

sobre esta bastante complexa e bela forma.

One small part of this E8 shape can be used to describe

Uma pequena parte desta forma E8 pode ser usada

the curved space-time of Einstein's general relativity,

para descrever o espaço-tempo curvado da relatividade geral de Einstein

explaining gravity.

explicando a gravidade.

Together with quantum mechanics,

Juntamente com a mecânica quântica, a geometria desta forma

the geometry of this shape could describe everything

pode descrever tudo sobre como o universo funciona

about how the universe works at the tiniest scales.

nestas minúsculas escalas.

The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space

E o padrão desta forma que existe no espaço de cargas octodimensional

é delicadamente lindo,

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

e resume milhares de possíveis interações

between these elementary particles,

entre estas partículas elementares, cada um delas

each of which is just a facet of this complicated shape.

é apenas uma faceta desta complicada forma.

As we spin it, we can see many of the other intricate patterns

Enquanto a giramos, podemos ver muitos outros intrincados padrões

contained in this one.

contidos neste aqui.

And with a particular rotation,

E com uma rotação particular, podemos olhar através deste padrão

we can look down through this pattern in eight dimensions along a symmetry axis

em oito dimensões ao longo dos eixos de simetria

and see all the particles at once.

e ver todas as partículas de uma vez.

It's a very beautiful object,

É um objeto muito bonito, e como qualquer unificação,

and as with any unification,

we can see some holes where new particles are required by this pattern.

podemos ver algumas lacunas onde novas partículas são esperadas

pelo padrão.

There are 20 gaps where new particles should be,

Existem 20 lacunas onde novas partículas deveriam existir,

two of which have been filled by the Pati-Salam particles.

duas destas foram preenchidas pelas partículas de Pati e Salam.

From their location in this pattern, we know that these new particles

De suas localizações neste padrão sabemos que estas novas partículas

should be scalar fields like the Higgs particle,

deveriam ser campos escalares como a partículas de Higgs,

but have color charge and interact with the strong force.

mas possuíndo cargas de cor e interagindo com a força forte.

Filling in these new particles completes this pattern,

Preenchendo com estas novas partículas completa-se este padrão,

nos dando o E8 completo.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Este padrão E8 tem raízes matemáticas muito profundas.

It's considered by many to be the most beautiful structure in mathematics.

É considerado por muitos a mais bela estrutura

da matemática.

It's a fantastic prospect that this object of great mathematical beauty

É uma fantástica perspectiva este objeto de grande

beleza matemática poder descrever a verdade das interações entre partículas

could describe the truth of particle interactions

nas menores escalas imagináveis.

at the smallest scales imaginable.

E esta idéia de que a natureza é descrita pela matemática

And this idea that nature is described by mathematics is not at all new.

não é absolutamente nova.

In 1623, Galileo wrote this:

Em 1623, Galileu escreveu isto:

"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,

"O grande livro da natureza, que permanece continuamente aberto aos nossos olhos,

is written in the language of mathematics.

está escrito na linguagem da matemática.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

Suas letras são triângulos, círculos e outras figuras geométricas,

without which it is humanly impossible to understand a single word of it;

sem as quais é humanamente impossível entender

uma única palavra dele;

without these, one is wandering around in a dark labyrinth."

sem estas, fica-se vagando por um labirinto escuro."

I believe this to be true,

Acredito que isto é verdade, e eu tenho tentado

and I've tried to follow Galileo's guidance

seguir a orientação de Galileu ao descrever a matemática

in describing the mathematics of particle physics

da física de partículas usando apenas triângulos, círculos

using only triangles, circles and other geometrical figures.

e outras formas geométricas.

Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,

É claro, quando outros físicos e eu realmente trabalhamos nestas coisas,

a matemática pode parecer um labirinto escuro.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

But it's reassuring that at the heart of this mathematics

Mas é reconfortante que no âmago desta matemática

is pure, beautiful geometry.

está a linda, pura geometria.

Joined with quantum mechanics,

Unida com a mecânica quântica, esta matemática

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

descreve nosso universo como um coral E8 em crescimento,

com partículas interagindo em cada lugar de todas as formas possíveis

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

de acordo com um lindo padrão.

And as more of the pattern comes into view using new machines

E na medida em que mais destes padrões são visíveis usando novas máquinas

like the Large Hadron Collider,

como o Large Hadron Collider, poderemos estar aptos a ver

we may be able to see whether nature uses this E8 pattern or a different one.

se a natureza usa este padrão E8 ou um diferente.

This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.

Este processo de descoberta é uma maravilhosa aventura para estar envolvido.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Se o LHC encontrar partículas que completam este padrão E8,

that will be very, very cool.

será muito, muito legal.

If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --

Se o LHC encontrar novas partículas, mas elas não encaixarem no padrão --

well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.

bem, isto será muito interessante, mas ruim para a teoria E8.

And, of course, bad for me personally.

E, é claro, ruim para mim pessoalmente.

(Laughter)

(Risos)

Now, how bad would that be?

Quão ruim isso será?

Well, pretty bad.

Bem, muito ruim.

(Laughter)

(Risos)

But predicting how nature works is a very risky game.

Mas prever como a natureza funciona é um jogo muito arriscado.

This theory and others like it are long shots.

Esta teoria e outras como ela são apostas altas.

One does a lot of hard work knowing that most of these ideas

Precisamos trabalhar muito sabendo que muitas destas idéias

probably won't end up being true about nature.

provavelmente não vão ser confirmadas como fiéis à natureza.

That's what doing theoretical physics is like:

É como a física teórica se parece:

there are a lot of wipeouts.

existem muitos descartes.

In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.

Neste aspecto, novas teorias físicas são muito como empresas começando.

As with any large investment,

E como qualquer grande investimento, pode ser emocionalmente difícil

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

abandonar uma linha de pesquisa quando ela não está funcionando.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

Mas na ciência, se algo não funciona, você tem de

you have to toss it out and try something else.

jogar fora e tentar outra coisa.

Now, the only way to maintain sanity

Agora, a única forma de manter a sanidade e atingir felicidade

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

em meio a esta incerteza é manter equilíbrio

is to keep balance and perspective in life.

e perspectiva na vida.

I've tried the best I can to live a balanced life.

Eu tentei o melhor que pude para viver uma vida equilibrada.

(Laughter)

(Risos)

I try to balance my life equally between physics, love and surfing --

Eu tentei equilibrar minha vida igualmente entre física, amor e surfe,

my own three charge directions.

meus três únicos eixos de cargas.

(Laughter)

(Risos)

This way, even if the physics I work on comes to nothing,

Desta forma, mesmo se a física em que trabalho não dá em nada,

eu ainda sei que vivi uma boa vida.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

E eu tento viver em lugares bonitos.

For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,

A maior parte dos últimos dez anos eu vivi na ilha de Maui,

a very beautiful place.

um lugar muito bonito.

Now, it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents

Agora, um dos maiores mistérios do universo para meus pais é

how I managed to survive all that time

como eu consegui sobreviver todo este tempo sem me envolver

without engaging in anything resembling full-time employment.

com qualquer coisa parecida com trabalho em tempo integral.

(Laughter)

(Risos)

I'm going to let you in on that secret.

Eu vou ensinar a vocês o segredo.

This was a view from my home office on Maui.

Esta era a vista do meu escritório em Maui.

And this is another,

E esta é outra, e outra.

and another.

And you may have noticed that these beautiful views are similar,

Vocês podem ter notado que estas belas vistas

são similares, mas em lugares um pouco diferentes.

but in slightly different places.

That's because this used to be my home and office on Maui.

É porque esta costumava ser a minha casa e escritório em Maui.

(Laughter)

(Risos)

I've chosen a very unusual life.

Eu escolhi uma vida muito incomum.

But not worrying about rent

Mas não me preocupar com aluguel permitia gastar meu tempo

allowed me to spend my time doing what I love.

fazendo o que amo.

Living a nomadic existence has been hard at times,

Vivendo uma existência nômade foi difícil às vezes,

but it's allowed me to live in beautiful places

mas me permitiu viver em lindos lugares

e manter um equilíbrio em minha vida com que tenho sido feliz.

and keep a balance in my life that I've been happy with.

It allows me to spend a lot of my time hanging out with hyperintelligent coral.

Me permitiu gastar muito do meu tempo na balada

com corais hiper-inteligentes.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

Mas também aprecio muito a companhia de pessoas hiper-inteligentes.

So I'm very happy to have been invited here to TED.

Portanto estou muito feliz de ter sido convidado aqui hoje.

Thank you very much.

Muito obrigado.

(Applause)

(Aplausos)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Chris Anderson: Eu provavelmente entendi dois por cento disso,

but I still absolutely loved it.

mas ainda assim adorei. Então vou soar burro.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

Sua Teoria de Tudo --

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Garret Lisi: estou acostumado com coral.

CA: That's right.

CA: Certo, a razão porque fez algumas pessoas

The reason it's got a few people at least excited

no mínimo entusiasmadas é porque, se você está certo, une

is because, if you're right, it brings gravity and quantum theory together.

as teorias quântica e gravitacional.

So are you saying that we should think of the universe, at its heart --

Então você diz que devemos pensar o universo

no seu âmago, que as menores coisas que existem

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

são de algum modo um objeto E8 de possibilidade?

I mean, is there a scale to it, at the smallest scale, or ...?

Ou seja, existe uma escala para isso na menor escala

em sua mente, ou...?

GL: Well, right now the pattern I showed you

GL: Bem, neste momento o padrão que mostrei a vocês que corresponde

that corresponds to what we know about elementary particle physics --

ao que nós sabemos sobre física de partículas elementares,

that already corresponds to a very beautiful shape.

que já corresponde a uma forma muito bela.

And that's the one that I said we knew for certain.

E aquele é o que disse que conhecemos com certeza.

And that shape has remarkable similarities --

E a forma tem notáveis similaridades, e o modo como encaixa

and the way it fits into this E8 pattern, which could be the rest of the picture.

neste padrão E8 pode ser o resto da concepção.

And these patterns of points that I've shown for you

E estes padrões de pontos que eu mostrei a vocês

actually represent symmetries of this high-dimensional object

realmente representam simetrias deste objeto hiper-dimensional

that would be warping and moving and dancing

que estaria distorcendo e movendo e dançando

over the space-time that we experience.

sobre o espaço-tempo que experimentamos.

And that would be what explains all these elementary particles that we see.

E isso seria o que explica todas estas

partículas elementares que vemos.

CA: But a string theorist, as I understand it,

CA: Mas um teórico das supercordas,

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

pelo que sei, explica elétrons em termos de muito menores

vibrações de cordas --

I know, you don't like string theory -- vibrating inside it.

Sei que você não gosta da teoria das cordas -- vibrando dentro dele.

Como deveríamos pensar em um elétron em relação ao E8?

How should we think of an electron in relation to E8?

GL: Well, it would be one of the symmetries of this E8 shape.

GL: Não, ele seria uma das simetrias desta forma E8;

So what's happening is, as the shape is moving over space-time, it's twisting.

Então o que acontece é, na medida que esta forma move sobre o espaço-tempo

ela está contorcendo. E a direção desta contorção na medida que se move

And the direction it's twisting as it moves is what particle we see.

é que partículas vemos. Então seria --

So it would be --

CA: O tamanho da forma E8,

CA: The size of the E8 shape, how does that relate to the electron?

como ela se relaciona ao elétron?

Eu sinto que preciso disso para visualizar.

I feel like I need that for my picture. Is it bigger? Is it smaller?

É maior, é menor?

GL: Bem, tanto quanto conhecemos elétrons como partículas pontuais,

GL: As far as we know, electrons are point particles,

isto iria ao limite das menores escalas possíveis.

so this would be going down to the smallest possible scales.

So the way these things are explained in quantum field theory is,

Assim, a forma como estas coisas são explicadas na teoria do campo quântico

é, todas as possibilidades estão expandindo e desenvolvendo de uma vez.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

E isto é porque eu usei a analogia do coral.

And --

E é neste sentido, o modo como E8 entra nisso

in this way, the way that E8 comes in

is it will be as a shape that's attached at each point in the space-time.

ele será como uma forma que está conectada a cada ponto no espaço-tempo.

And, as I said, the way the shape twists --

E, como eu disse, o modo como a forma se contorce,

the directional along which way the shape is twisting

o direcional ao longo do qual a forma está contorcendo

as it moves over this curved surface --

na medida que move sobre a superfície curva,

é o que as partículas elementares são, em si.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

Então através da teoria do campo quântico, elas se manifestam

they manifest themselves as points and interact that way.

como pontos que interagem desse modo.

I don't know if I'll be able to make this any clearer.

Eu não sei se conseguirei ser mais claro.

(Laughter)

(Risos)

CA: It doesn't really matter.

CA: Realmente não importa.

It's evoking a kind of sense of wonder,

Evoca uma espécie de deslumbramento, e eu certamente

and I certainly want to understand more of this.

quero entender mais disso.

But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.

Mas muito obrigado por vir. Foi absolutamente fascinante.

(Aplausos)

(Applause)