Gary Greenberg: The beautiful nano details of our world

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: H Maria Castro

So I want to talk a little bit about seeing the world

Vou falar um pouco sobre ver o mundo

from a totally unique point of view,

a partir de uma perspetiva única.

and this world I'm going to talk about is the micro world.

Este mundo de que vou falar é o mundo microscópico.

I've found, after doing this for many, many years,

Descobri, depois de fazer isto durante muitos anos,

that there's a magical world behind reality.

que existe um mundo mágico por detrás da realidade

And that can be seen directly through a microscope,

que pode ser visto diretamente através de um microscópio

and I'm going to show you some of this today.

e hoje vou mostrar um pouco disso.

So let's start off looking at something rather not-so-small,

Comecemos por olhar para algo que não é assim tão pequeno,

something that we can see with our naked eye,

algo que podemos ver a olho nu,

and that's a bee. So when you look at this bee,

uma abelha.

Quando olhamos para esta abelha,

it's about this size here, it's about a centimeter.

ela tem mais ou menos este tamanho, cerca de um centímetro.

But to really see the details of the bee, and really

Mas para vermos os detalhes de uma abelha

appreciate what it is, you have to look a little bit closer.

e a apreciarmos, temos de olhar um bocadinho mais de perto.

Este é só o olho da abelha, ao microscópio,

So that's just the eye of the bee with a microscope,

and now all of a sudden you can see that the bee has

mas, agora, podemos ver

que a abelha tem milhares de olhos individuais,

thousands of individual eyes called ommatidia,

chamados omatídios,

and they actually have sensory hairs in their eyes

e tem pelos sensoriais nos olhos

so they know when they're right up close to something,

para saberem que estão muito próximas de alguma coisa,

because they can't see in stereo.

pois não conseguem ver em estéreo.

As we go smaller, here is a human hair.

Diminuindo de tamanho,

temos aqui um pelo humano

A human hair is about the smallest thing that the eye can see.

que é quase a coisa mais pequena que os olhos conseguem ver.

It's about a tenth of a millimeter.

Mede cerca de um décimo de milímetro.

Se formos para algo ainda mais pequeno,

And as we go smaller again,

about ten times smaller than that, is a cell.

cerca de dez vezes mais pequeno do que isso, é uma célula.

So you could fit 10 human cells

Cabem dez células humanas

across the diameter of a human hair.

no diâmetro de um pelo humano.

So when we would look at cells, this is how I really got

Quando olhamos para as células

involved in biology and science is by looking

— foi assim que comecei a envolver-me na biologia e na ciência,

at living cells in the microscope.

olhando para células vivas ao microscópio.

When I first saw living cells in a microscope, I was

Quando vi pela primeira vez células vivas ao microscópio,

absolutely enthralled and amazed at what they looked like.

fiquei absolutamente encantado e surpreendido com o aspeto delas.

So if you look at the cell like that from the immune system,

Se olharmos para células como as do sistema imunitário,

they're actually moving all over the place.

elas movem-se por todo o lado.

This cell is looking for foreign objects,

Esta célula anda à procura de objetos estranhos,

bacteria, things that it can find.

bactérias, coisas que possa encontrar.

And it's looking around, and when it finds something,

Anda à procura e, quando encontra alguma coisa

and recognizes it being foreign,

que reconhece como sendo estranha,

it will actually engulf it and eat it.

engole-a e come-a.

So if you look right there, it finds that little bacterium,

Se olharmos para ali, ela encontra aquela bacteriazinha,

and it engulfs it and eats it.

cerca-a e come-a.

If you take some heart cells from an animal,

Se pegarmos em células do coração de um animal,

and put it in a dish, they'll just sit there and beat.

e as colocarmos numa placa, elas ficam ali a bater.

That's their job. Every cell has a mission in life,

É esse o seu trabalho.

Cada célula tem uma missão na vida

and these cells, the mission is

e a missão destas células é fazer o sangue circular pelo nosso corpo.

to move blood around our body.

These next cells are nerve cells, and right now,

Estas células a seguir são células nervosas

Neste preciso momento,

as we see and understand what we're looking at,

ao vermos e compreendermos o que estamos a ver,

our brains and our nerve cells are actually doing this

o nosso cérebro e as nossas células nervosas estão a fazer isto, agora.

right now. They're not just static. They're moving around

Não estão estáticas. Estão a mexer-se.

making new connections, and that's what happens when we learn.

Podem fazer ligações. É isto que acontece quando aprendemos.

As you go farther down this scale here,

À medida que avançamos ao longo desta escala,

that's a micron, or a micrometer, and we go

— isto é um medidor de mícrons ou micrómetros —

all the way down to here to a nanometer

avançando até ao fim, até a um nanómetro

and an angstrom. Now, an angstrom is the size

e a um angström.

Um angström é do tamanho do diâmetro de um átomo de hidrogénio.

of the diameter of a hydrogen atom.

That's how small that is.

É mesmo muito pequeno.

And microscopes that we have today can actually see

Os microscópios que temos hoje

individual atoms. So these are some pictures

conseguem ver os átomos individuais.

Estas são imagens de átomos individuais.

of individual atoms. Each bump here is an individual atom.

Cada saliência é um átomo individual.

This is a ring of cobalt atoms.

Isto é um anel de átomos de cobalto.

So this whole world, the nano world, this area in here

Portanto, todo este mundo, o nano-mundo, esta área aqui,

is called the nano world, and the nano world,

chama-se o nano-mundo

E o nano-mundo, o micromundo que conseguimos ver,

the whole micro world that we see,

there's a nano world that is wrapped up within that, and

tem um nano-mundo escondido lá dentro

the whole -- and that is the world of molecules and atoms.

e o nano-mundo é o mundo das moléculas e dos átomos.

But I want to talk about this larger world,

Mas eu quero falar sobre este mundo maior,

the world of the micro world.

o mundo microscópico.

So if you were a little tiny bug living in a flower,

Se fôssemos um pequeno inseto que vive numa flor,

what would that flower look like, if the flower was this big?

que aspeto teria essa flor, se a flor fosse deste tamanho?

It wouldn't look or feel like anything that we see

Não teria o aspeto do que estamos habituados a ver

when we look at a flower. So if you look at this flower here,

quando olhamos para uma flor.

Portanto, se olharmos para esta flor,

and you're a little bug, if you're on that surface

e se fôssemos um pequeno inseto e estivéssemos na superfície desta flor,

of that flower, that's what the terrain would look like.

seria este o aspeto do terreno.

The petal of that flower looks like that, so the ant

A pétala da flor tem este aspeto,

is kind of crawling over these objects, and if you look

portanto a formiga está como que a rastejar sobre estes objetos

a little bit closer at this stigma and the stamen here,

e, se olharmos um pouco mais de perto para este estigma e este estame,

this is the style of that flower, and you notice

que é o estilete dessa flor,

that it's got these little -- these are like little jelly-like things

reparamos que tem estas coisinhas estas coisas como se fossem gomas,

that are what are called spurs. These are nectar spurs.

que são os esporões de néctar.

So this little ant that's crawling here, it's like

Esta formiguinha que está aqui a rastejar,

é como se estivesse na terra do Willy Wonka em miniatura.

it's in a little Willy Wonka land.

It's like a little Disneyland for them. It's not like what we see.

Para ela é como uma mini-Disneylândia. Não é como nós a vemos.

These are little bits of individual grain of pollen

Estes são grãos de pólen individuais

there and there, and here is a --

aqui e aqui,

e aqui está o que vemos como sendo um pontinho de pólen amarelo.

what you see as one little yellow dot of pollen,

when you look in a microscope, it's actually made

Quando o observamos ao microscópio, é composto

of thousands of little grains of pollen.

por milhares de grãozinhos de pólen.

So this, for example, when you see bees flying around

Por exemplo, quando vemos as abelhas a voar

these little plants, and they're collecting pollen,

em volta destas plantinhas, estão a recolher o pólen,

those pollen grains that they're collecting, they pack

amontoam estes grãos de pólen

que recolhem nas patas e levam-nos para a colmeia.

into their legs and they take it back to the hive,

and that's what makes the beehive,

É isso que forma a colmeia, a cera da colmeia.

the wax in the beehive. And they're also collecting nectar,

Também estão a recolher o néctar,

and that's what makes the honey that we eat.

e isso é o que constitui o mel que comemos.

Here's a close-up picture, or this is actually a regular picture

Esta é uma imagem normal de um jacinto-de-água.

of a water hyacinth, and if you had really, really good vision,

Se tivéssemos uma visão mesmo boa,

with your naked eye, you'd see it about that well.

a olho nu, iríamos vê-lo assim tão bem.

There's the stamen and the pistil. But look what the stamen

Aqui estão o estame e o pistilo.

Mas vejam o aspeto do estame e do pistilo ao microscópio.

and the pistil look like in a microscope. That's the stamen.

Este é o estame.

So that's thousands of little grains of pollen there,

Há aqui milhares de grãozinhos de pólen,

and there's the pistil there, and these are the little things

e este é o pistilo, com estas coisinhas chamadas tricomas.

called trichomes. And that's what makes the flower give

É isto que faz com que a flor exale um aroma.

a fragrance, and plants actually communicate

As plantas comunicam umas com as outras através dos seus aromas.

with one another through their fragrances.

I want to talk about something really ordinary,

Vou falar-vos de uma coisa muito vulgar,

just ordinary sand.

apenas areia normal.

I became interested in sand about 10 years ago,

Interessei-me pela areia há cerca de 10 anos,

when I first saw sand from Maui,

quando vi pela primeira vez areia do Maui,

and in fact, this is a little bit of sand from Maui.

De facto, este bocadinho de areia é do Maui.

So sand is about a tenth of a millimeter in size.

A areia tem o tamanho de cerca de um décimo de milímetro.

Each sand grain is about a tenth of a millimeter in size.

Cada grão de areia tem um tamanho de um décimo de milímetro.

But when you look closer at this, look at what's there.

Mas, olhando mais de perto, vejam o que lá está.

It's really quite amazing. You have microshells there.

É realmente extraordinário. Temos microconchas.

You have things like coral.

Temos coisas como coral.

You have fragments of other shells. You have olivine.

Temos fragmentos de outras conchas. Temos olivina.

You have bits of a volcano. There's a little bit

Temos pedacinhos de vulcão. Há um pouco de vulcão aqui.

of a volcano there. You have tube worms.

Temos tubos de poliquetas sésseis.

An amazing array of incredible things exist in sand.

Há uma variedade extraordinária de coisas incríveis na areia.

And the reason that is, is because in a place like this island,

O motivo para isso é que, num local como esta ilha,

a lot of the sand is made of biological material

grande parte da areia é constituída por material biológico

because the reefs provide a place where all these

porque os corais proporcionam um local onde crescem

microscopic animals or macroscopic animals grow,

todos estes animais microscópicos ou macroscópicos,

and when they die, their shells and their teeth

e, quando morrem, as conchas, os dentes

and their bones break up and they make grains of sand,

e os esqueletos decompõem-se e formam grãos de areia,

things like coral and so forth.

coisas como coral, etc.

So here's, for example, a picture of sand from Maui.

Esta é, por exemplo, uma imagem da areia do Maui.

This is from Lahaina,

Esta é de Lahaina,

and when we're walking along a beach, we're actually

e, ao andarmos pela praia,

walking along millions of years of biological and geological history.

estamos a andar sobre milhões de anos de História biológica e geológica.

We don't realize it, but it's actually a record

Não nos apercebemos, mas na verdade

of that entire ecology.

é um registo de toda essa ecologia.

So here we see, for example, a sponge spicule,

Aqui vemos, por exemplo, uma espícula de esponja,

two bits of coral here,

dois pedaços de coral aqui,

that's a sea urchin spine. Really some amazing stuff.

aqui está um espinho de ouriço-do-mar.

Coisas realmente extraordinárias.

So when I first looked at this, I was -- I thought,

Quando olhei para isto pela primeira vez, pensei:

gee, this is like a little treasure trove here.

"Meu Deus, é como ter aqui um pequeno tesouro."

I couldn't believe it, and I'd go around dissecting

Nem conseguia acreditar e pus-me a dissecar

the little bits out and making photographs of them.

os bocadinhos e a tirar fotografias.

Here's what most of the sand in our world looks like.

A maior parte da areia do mundo tem este aspeto.

These are quartz crystals and feldspar,

São cristais de quartzo e feldspato,

so most sand in the world on the mainland

portanto, a maior parte da areia no continente

is made of quartz crystal and feldspar. It's the erosion of granite rock.

é constituída por cristais de quartzo e feldspato.

É a erosão da rocha granítica.

So mountains are built up, and they erode away by water

As montanhas elevam-se e depois são erodidas pela água

and rain and ice and so forth,

e pela chuva e o gelo, etc.,

and they become grains of sand.

e transformam-se em grãos de areia.

There's some sand that's really much more colorful.

Esta é uma areia muito mais colorida.

These are sand from near the Great Lakes,

É areia de uma zona próxima dos Grandes Lagos,

and you can see that it's filled with minerals

e podem ver que está cheia de minerais

like pink garnet and green epidote, all kinds of amazing stuff,

como granada rosa e epídoto verde, todo o tipo de coisas extraordinárias.

and if you look at different sands from different places,

Se olharmos para areias diferentes de locais diferentes,

every single beach, every single place you look at sand,

em cada praia, em cada local onde olhamos, a areia é diferente.

it's different. Here's from Big Sur, like they're little jewels.

Esta é de Big Sur (Califórnia), são como pequenas joias.

There are places in Africa where they do the mining

Há locais em África onde extraem joias

of jewels, and you go to the sand where the rivers have

e, quando vamos aos rios

que transportam a areia e vão para o oceano,

the sand go down to the ocean, and it's like literally looking

at tiny jewels through the microscope.

é literalmente como estar a olhar para joias minúsculas ao microscópio.

So every grain of sand is unique. Every beach is different.

Portanto, cada grão de areia é único.

Every single grain is different. There are no two grains

Cada praia é diferente. Cada grão de areia é diferente.

of sand alike in the world.

Não há dois grãos de areia iguais no mundo.

Every grain of sand is coming somewhere and going somewhere.

Cada grão de areia veio de algum lugar e está a ir para algum lugar.

They're like a snapshot in time.

São como uma fotografia instantânea no tempo.

Now sand is not only on Earth, but sand is

Não é só na Terra que há areia.

Há areia em todo o universo.

ubiquitous throughout the universe. In fact, outer space

is filled with sand, and that sand comes together

O espaço exterior está cheio de areia

e essa areia junta-se para formar os nossos planetas e a Lua.

to make our planets and the Moon.

And you can see those in micrometeorites.

Aqui vemos essa areia nos micrometeoritos.

This is some micrometeorites that the Army gave me,

Estes são micrometeoritos que o Exército me cedeu,

and they get these out of the drinking wells in the South Pole.

e estes obtêm-se nos poços de água potável no Polo Sul.

And they're quite amazing-looking, and these are the

Têm um aspeto extraordinário.

tiny constituents that make up the world that we live in --

São os minúsculos constituintes invisíveis que formam o mundo em que vivemos

the planets and the Moon.

— os planetas e a Lua —

So NASA wanted me to take some pictures of Moon sand,

A NASA queria que eu fotografasse a areia da Lua

so they sent me sand from all the different landings

e para isso enviaram-me areia de todas as diferentes alunagens

of the Apollo missions that happened 40 years ago.

das missões Apollo que tiveram lugar há 40 anos.

And I started taking pictures with my three-dimensional microscopes.

Eu comecei a tirar fotografias com os meus microscópios tridimensionais.

This was the first picture I took. It was kind of amazing.

Esta foi a primeira fotografia que tirei. Era algo espetacular.

I thought it looked kind of a little bit like the Moon, which is sort of interesting.

Achei que se parecia um pouco com a Lua, o que é interessante.

Now, the way my microscopes work is, normally

A forma como os meus microscópios funcionam,

— num microscópio só se consegue ver muito pouco de cada vez —

in a microscope you can see very little at one time,

so what you have to do is you have to refocus the microscope,

portanto temos de voltar a focar o microscópio,

keep taking pictures, and then I have a computer program

continuar a tirar fotografias,

e depois tenho um programa informático que junta todas essas fotografias

that puts all those pictures together

into one picture so you can see actually what it looks like,

numa só imagem para conseguirmos ver realmente como é o aspeto

and I do that in 3D. So there, you can see,

e faço isso em 3D.

Aqui podem ver uma vista do olho esquerdo.

is a left-eye view. There's a right-eye view.

E aqui, uma vista do olho direito.

So sort of left-eye view, right-eye view.

Vista do olho esquerdo, vista do olho direito.

Now something's interesting here. This looks very different

Aqui há uma coisa interessante.

than any sand on Earth that I've ever seen, and I've

Isto tem um aspeto muito diferente de qualquer areia da Terra que eu já vi

seen a lot of sand on Earth, believe me. (Laughter)

e eu já vi muita areia da Terra, acreditem. (Risos)

Look at this hole in the middle. That hole was caused

Vejam este buraco no meio.

by a micrometeorite hitting the Moon.

Este buraco foi causado por um micrometeorito que atingiu a Lua.

Now, the Moon has no atmosphere, so micrometeorites

A Lua não tem atmosfera, portanto os micrometeoritos

come in continuously, and the whole surface of the Moon

atingem-na continuamente

e toda a superfície da Lua está agora coberta de pó

is covered with powder now, because for four billion years

porque, durante 4000 milhões de anos, foi bombardeada por micrometeoritos.

it's been bombarded by micrometeorites,

and when micrometeorites come in at about

Quando os micrometeoritos a atingem,

20 to 60,000 miles an hour, they vaporize on contact.

a uma velocidade de 30 a 90 000 quilómetros por hora,

vaporizam-se no momento do contacto.

And you can see here that that is --

Vemos aqui que está como que vaporizado,

that's sort of vaporized, and that material is holding this

e este material está a segurar este pequeno aglomerado de grãos de areia.

little clump of little sand grains together.

This is a very small grain of sand, this whole thing.

O conjunto é um grão de areia muito pequeno.

And that's called a ring agglutinate.

É o que se chama um aglutinado em anel.

And many of the grains of sand on the Moon look like that,

Muitos dos grãos de areia na Lua têm este aspeto,

and you'd never find that on Earth.

e nunca encontraríamos isto na Terra.

Most of the sand on the Moon,

A maior parte da areia na Lua,

especially -- and you know when you look at the Moon,

— e sabemos, quando olhamos para a Lua,

there's the dark areas and the light areas. The dark areas

que há áreas escuras e áreas claras.

are lava flows. They're basaltic lava flows,

As áreas escuras são fluxos de lava. São fluxos de lava basáltica,

and that's what this sand looks like, very similar

e este é o aspeto dessa areia,

to the sand that you would see in Haleakala.

muito semelhante à areia que veriam em Haleakala.

Other sands, when these micrometeorites come in,

Outras areias, quando estes micrometeoritos atingem a superfície,

they vaporize and they make these fountains,

vaporizam-se e fazem estas fontes,

these microscopic fountains that go up into the --

estas fontes microscópicas que vão para...

I was going to say "up into the air," but there is no air --

ia dizer "vão para o ar", mas não há ar...

goes sort of up, and these microscopic glass beads

vão como que para cima

e estas contas de vidro microscópicas formam-se instantaneamente, endurecem

are formed instantly, and they harden, and by the time

they fall down back to the surface of the Moon,

e quando voltam a cair na superfície da Lua,

they have these beautiful colored glass spherules.

têm estas lindas esférulas de vidro colorido.

And these are actually microscopic;

E são mesmo microscópicas;

you need a microscope to see these.

é preciso um microscópio para as ver.

Now here's a grain of sand that is from the Moon,

Agora aqui está um grão de areia da Lua.

and you can see that the entire

Podemos ver que toda a estrutura do cristal ainda aqui está.

crystal structure is still there.

This grain of sand is probably about

Este grão de areia tem provavelmente

three and a half or four billion years old,

três e meio a quatro mil milhões de anos,

and it's never eroded away like the way we have sand

e nunca sofreu erosão como observamos na areia da Terra

on Earth erodes away because of water and tumbling,

que fica erodida por causa da água e das quedas, do ar, etc.

air, and so forth. All you can see is a little bit of erosion

Só se consegue ver aqui um bocadinho de erosão,

down here by the Sun, has these solar storms,

devido ao Sol, há estas tempestades solares,

and that's erosion by solar radiation.

e esta é a erosão causada pela radiação solar.

So what I've been trying to tell you today is

Portanto, o que tenho estado a tentar dizer-vos hoje

things even as ordinary as a grain of sand

é que coisas tão vulgares como um grão de areia

can be truly extraordinary if you look closely

podem ser extraordinárias se as virmos de perto

and if you look from a different and a new point of view.

e se olharem para elas de um ponto de vista diferente e novo.

I think that this was best put by William Blake when he said,

Acho que William Blake explicou isto da melhor forma, quando disse:

"To see a world in a grain of sand

"Ver um mundo num grão de areia

and a heaven in a wild flower,

"e um paraíso numa flor silvestre,

hold infinity in the palm of your hand,

"segurar o infinito na palma da mão,

and eternity in an hour."

"e a eternidade numa hora."

Thank you. (Applause)

Obrigado.

(Aplausos)