Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away

Tradutor: Artur de Oliveira Revisora: Alexandre Rúben Barrocoso Palminha Janeiro

Here are some images of clusters of galaxies.

Eis algumas imagens de aglomerados de galáxias.

They're exactly what they sound like.

Eles são exatamente como parecem.

They are these huge collections of galaxies,

São enormes conjuntos de galáxias,

bound together by their mutual gravity.

unidas pelas suas gravidades mútuas.

So most of the points that you see on the screen

Assim, a maior parte dos pontos que veem no ecrã

are not individual stars,

não são estrelas individuais

but collections of stars, or galaxies.

mas sim conjuntos de estrelas ou galáxias.

Now, by showing you some of these images,

Agora, mostrando-vos algumas destas imagens,

I hope that you will quickly see that

espero que rapidamente se apercebam de que

galaxy clusters are these beautiful objects,

os aglomerados de galáxias são belos objetos,

but more than that,

mas mais do que isso,

I think galaxy clusters are mysterious,

penso que os aglomerados de galáxias são misteriosos,

they are surprising,

surpreendentes

and they're useful.

e úteis.

Useful as the universe's most massive laboratories.

Úteis como os maiores laboratórios do universo.

And as laboratories, to describe galaxy clusters

E como laboratórios, descrever aglomerados de galáxias

is to describe the experiments

é descrever as experiências

that you can do with them.

que podemos fazer com eles.

And I think there are four major types,

E penso que existem quatro tipos principais,

and the first type that I want to describe

e o primeiro tipo que quero descrever

is probing the very big.

é analisar o muito grande.

So, how big?

Então, quão grande?

Well, here is an image of a particular galaxy cluster.

Bem, eis a imagem de um aglomerado de galáxias em particular.

It is so massive that the light passing through it

É tão grande que a luz que passa através dele

is being bent, it's being distorted

é dobrada, é distorcida

by the extreme gravity of this cluster.

pela gravidade extrema deste aglomerado.

And, in fact, if you look very carefully

E na realidade, se olharem atentamente

you'll be able to see rings around this cluster.

poderão ver anéis à volta deste aglomerado.

Now, to give you a number,

Para vos dar um número,

this particular galaxy cluster

este aglomerado em específico

has a mass of over one million billion suns.

tem a massa de mil biliões de sóis.

It's just mind-boggling how massive these systems can get.

É simplesmente impressionante o quão massivos estes sistemas podem ser.

But more than their mass,

Mas mais do que a sua massa,

they have this additional feature.

eles têm uma característica adicional.

They are essentially isolated systems,

São, na sua essência, sistemas isolados,

so if we like, we can think of them

assim, se quisermos, podemos pensar neles

as a scaled-down version of the entire universe.

como uma versão reduzida de todo o universo.

And many of the questions that we might have

E muitas das questões que possamos ter

about the universe at large scales,

acerca do universo em grande escala,

such as, how does gravity work?

tais como: De que forma funciona a gravidade?

might be answered by studying these systems.

podem ser respondidas estudando estes sistemas.

So that was very big.

Então, esse era muito grande.

The second things is very hot.

A segunda coisa é muito quente.

Okay, if I take an image of a galaxy cluster,

Ok, se eu pegar numa imagem de um aglomerado de galáxias

and I subtract away all of the starlight,

e lhe retirar toda a luz das estrelas,

what I'm left with is this big, blue blob.

tudo o que me resta é esta enorme mancha azul.

This is in false color.

Esta é uma cor falsa.

It's actually X-ray light that we're seeing.

Na realidade é luz raio X o que estamos a ver.

And the question is, if it's not galaxies,

E a pergunta é, se não são as galáxias,

what is emitting this light?

então o que estará a emitir esta luz?

The answer is hot gas,

A resposta é: gás quente,

million-degree gas --

gás a um milhão de graus —

in fact, it's plasma.

na realidade, é plasma.

And the reason why it's so hot

E a razão pelo qual é tão quente

goes back to the previous slide.

leva-nos ao diapositivo anterior.

The extreme gravity of these systems

A gravidade extrema destes sistemas

is accelerating particles of gas to great speeds,

acelera partículas de gás a grandes velocidades

and great speeds means great temperatures.

e grandes velocidades significam altas temperaturas.

So this is the main idea,

Isto é a ideia principal,

but science is a rough draft.

mas a ciência é um rascunho.

There are many basic properties about this plasma

Existem várias propriedades básicas deste plasma

that still confuse us,

que ainda nos confundem,

still puzzle us,

nos intrigam

and still push our understanding

e ainda impelem o nosso conhecimento

of the physics of the very hot.

da física do muito quente.

Third thing: probing the very small.

Terceira coisa: analisar o muito pequeno.

Now, to explain this, I need to tell you

Para vos explicar isto, preciso de vos contar

a very disturbing fact.

um facto muito perturbante.

Most of the universe's matter

A maior parte da matéria do universo

is not made up of atoms.

não é feito de átomos.

You were lied to.

Enganaram-vos.

Most of it is made up of something very, very mysterious,

A maior parte é feito de algo muito, muito misterioso

which we call dark matter.

a que chamamos matéria negra.

Dark matter is something that doesn't like to interact very much,

A matéria negra é algo que não gosta muito de interagir,

except through gravity,

exceto através da gravidade

and of course we would like to learn more about it.

e, é claro, gostaríamos de aprender mais sobre ela.

If you're a particle physicist,

Se forem um físico de partículas,

you want to know what happens when we smash things together.

vão querer saber o que acontece quando fazemos chocar coisas umas contra as outras.

And dark matter is no exception.

E a matéria negra não é exceção.

Well, how do we do this?

Bom, como é que fazemos isso?

To answer that question,

Para responder a essa questão,

I'm going to have to ask another one,

vou ter que fazer outra pergunta,

which is, what happens when galaxy clusters collide?

que é: O que acontece quando aglomerados de galáxias colidem?

Here is an image.

Eis uma imagem.

Since galaxy clusters are representative

Uma vez que os aglomerados de galáxias

slices of the universe, scaled-down versions.

são partes representativas do universo, em versão reduzida,

They are mostly made up of dark matter,

são compostos maioritariamente de matéria negra

and that's what you see in this bluish purple.

e é isso que veem neste púrpura azulado.

The red represents the hot gas,

O vermelho representa o gás quente

and, of course, you can see many galaxies.

e, claro, podem ver muitas galáxias.

What's happened is a particle accelerator

O que aconteceu é o mesmo que num acelerador de partículas

at a huge, huge scale.

porém a muito grande, grande escala.

And this is very important,

E isto é muito importante

because what it means is that very, very small

porque o que significa é que efeitos muito, muito pequenos

effects that might be difficult to detect in the lab,

que dificilmente seriam detetados num laboratório,

might be compounded and compounded

podem ser compostos e recompostos

into something that we could possibly observe in nature.

em algo que possivelmente poderemos observar na Natureza.

So, it's very funny.

Então, é muito divertido.

The reason why galaxy clusters

A razão pela qual os aglomerados de galáxias

can teach us about dark matter,

nos podem ensinar acerca da matéria negra,

the reason why galaxy clusters

a razão pela qual os aglomerados de galáxias

can teach us about the physics of the very small,

nos podem ensinar acerca da física do muito pequeno

is precisely because they are so very big.

é precisamente por serem muito grandes.

Fourth thing: the physics of the very strange.

Quarta coisa: a física do muito estranho.

Certainly what I've said so far is crazy.

Certamente o que disse até agora é de loucos.

Okay, if there's anything stranger

Ok, se existe algo mais estranho

I think it has to be dark energy.

penso que tem que ser a energia negra.

If I throw a ball into the air,

Se atirar uma bola ao ar,

I expect it to go up.

espero que ela suba.

What I don't expect is that it go up

O que não espero é que suba

at an ever-increasing rate.

a uma velocidade cada vez maior.

Similarly, cosmologists understand why

Da mesma forma, os cosmólogos compreendem

the universe is expanding.

porque é que o universo se está a expandir.

They don't understand why it's expanding

O que não percebem é porque ele se expande

at an ever-increasing rate.

a uma velocidade cada vez maior.

They give the cause of this

Eles deram à causa desta

accelerated expansion a name,

expansão acelerada um nome,

and they call it dark energy.

e chamaram-lhe energia negra.

And, again, we want to learn more about it.

E uma vez mais, queremos aprender mais acerca disso.

So, one particular question that we have is,

Assim, uma pergunta em particular que temos é

how does dark energy affect the universe

como é que a energia negra afeta o universo

at the largest scales?

às escalas maiores?

Depending on how strong it is,

Depende do quão forte ela for,

maybe structure forms faster or slower.

talvez a estrutura se forme mais rapidamente ou mais lentamente.

Well, the problem with the large-scale structure

Bom, o problema da estrutura de larga escala

of the universe is that it's horribly complicated.

do universo é que é horrivelmente complicada.

Here is a computer simulation.

Eis uma simulação por computador.

And we need a way to simplify it.

E precisamos de uma forma de a simplificar.

Well, I like to think about this using an analogy.

Bem, gosto de pensar nisto como uma analogia.

If I want to understand the sinking of the Titanic,

Se quiser compreender o naufrágio do Titanic,

the most important thing to do

a coisa mais importante a fazer

is not to model the little positions

não é fazer modelos das posições

of every single little piece of the boat that broke off.

de todas as pequenas peças do barco que se partiram.

The most important thing to do is

O mais importante a fazer é

to track the two biggest parts.

localizar as duas grandes partes.

Similarly, I can learn a lot about the universe

Da mesma forma, posso aprender muito acerca do universo

at the largest scales

à maior escala

by tracking its biggest pieces

localizando as maiores peças

and those biggest pieces are clusters of galaxies.

e essas maiores peças são os aglomerados de galáxias

So, as I come to a close,

Então, como cheguei ao final,

you might feel slightly cheated.

podem-se estar a sentir um pouco enganados.

I mean, I began by talking about

Quero dizer, comecei a falar acerca

how galaxy clusters are useful,

de como os aglomerados de galáxias são úteis

and I've given some reasons,

e dei algumas razões,

but what is their use really?

mas na realidade, qual é a sua utilidade?

Well, to answer this,

Bem, para responder a isso

I want to give you a quote by Henry Ford

tenho que citar Henry Ford

when he was asked about cars.

quando lhe perguntaram acerca de carros.

He had this to say:

Ele disse isto:

"If I had asked people what they wanted,

"Se eu tivesse perguntado às pessoas o que elas queriam,

they would have said faster horses."

elas teriam dito cavalos mais rápidos."

Today, we as a society are faced

Hoje, nós como sociedade, enfrentamos

with many, many difficult problems.

muitos, muitos problemas difíceis.

And the solutions to these problems are not obvious.

E as soluções para esses problemas não são óbvias.

They are not faster horses.

Não são cavalos mais rápidos.

They will require an enormous amount of

Vão requerer quantidades enormes

scientific ingenuity.

de criatividade científica.

So, yes, we need to focus,

Sim, precisamos de nos focar,

yes, we need to concentrate,

sim, precisamos nos concentrar,

but we also need to remember that

mas precisamos também de nos lembrar que

innovation, ingenuity, inspiration --

inovação, criatividade, inspiração —

these things come

todas essas coisas aparecem

when we broaden our field of vision

quando alargamos o nosso campo de visão,

when we step back

quando recuamos,

when we zoom out.

quando afastamos a imagem.

And I can't think of a better way to do this than

E não consigo encontrar melhor forma de o fazer

by studying the universe around us. Thanks.

senão estudando o universo que nos rodeia. Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)