A few months ago the Nobel Prize in physics was awarded to two teams of astronomers for a discovery that has been hailed as one of the most important astronomical observations ever. And today, after briefly describing what they found, I'm going to tell you about a highly controversial framework for explaining their discovery, namely the possibility that way beyond the Earth, the Milky Way and other distant galaxies, we may find that our universe is not the only universe, but is instead part of a vast complex of universes that we call the multiverse.
Poucos meses atrás o Prêmio Nobel de Física foi conferido a dois grupos de astrônomos por uma descoberta que foi saudada como uma das mais importantes observações astronômicas já feitas. E hoje, depois de rapidamente descrever o que eles encontraram, vou contar a vocês sobre uma estrutura altamente contorversa para explicar essa descoberta, notadamente a possibilidade de que muito além da Terra, da Via Láctea e de outras galáxias distantes, podemos descobrir que nosso universo não é o único universo, mas, ao contrário, é parte de um vasto complexo de universos que chamamos de multiverso.
Now the idea of a multiverse is a strange one. I mean, most of us were raised to believe that the word "universe" means everything. And I say most of us with forethought, as my four-year-old daughter has heard me speak of these ideas since she was born. And last year I was holding her and I said, "Sophia, I love you more than anything in the universe." And she turned to me and said, "Daddy, universe or multiverse?" (Laughter)
Bem, a ideia de um multiverso é algo estranho. Quero dizer, a maioria de nós foi criado acreditando que a palavra "universo" significa tudo. E digo, muitos de nós já considerando futuras eventualidades, como minha filha de quatro anos que me ouve falar dessas ideias desde que nasceu. Ano passado eu a estava segurando e disse: "Sophia, amo você mais que tudo no universo." Ela se voltou para mim e disse: "Papai, universo ou multiverso?" (Risadas)
But barring such an anomalous upbringing, it is strange to imagine other realms separate from ours, most with fundamentally different features, that would rightly be called universes of their own. And yet, speculative though the idea surely is, I aim to convince you that there's reason for taking it seriously, as it just might be right. I'm going to tell the story of the multiverse in three parts. In part one, I'm going to describe those Nobel Prize-winning results and to highlight a profound mystery which those results revealed. In part two, I'll offer a solution to that mystery. It's based on an approach called string theory, and that's where the idea of the multiverse will come into the story. Finally, in part three, I'm going to describe a cosmological theory called inflation, which will pull all the pieces of the story together.
Mas, excluindo-se uma criação tão incomum, é estranho imaginar outros mundos separados do nosso, a maioria com características essencialmente diferentes, que, mais exatamente, seriam chamados universos por si mesmos. Ainda assim, mesmo que a ideia seja com certeza especulativa, tenho como objetivo convencê-los de que há razões para levar isso a sério, pois pode ser que esteja certo. Vou contar-lhes a história do multiverso em três partes. Na primeira parte, vou descrever os resultados daqueles ganhadores do Prêmio Nobel e destacar um profundo mistério que aqueles resultados revelaram. Na segunda parte, vou oferecer uma solução para aquele mistério. Baseia-se na abordagem chamada teoria das cordas, e é aqui que a ideia do multiverso entrará na história. Finalmente, na terceira parte, vou descrever uma teoria cosmológica chamada inflação, que juntará todas a peças da história.
Okay, part one starts back in 1929 when the great astronomer Edwin Hubble realized that the distant galaxies were all rushing away from us, establishing that space itself is stretching, it's expanding. Now this was revolutionary. The prevailing wisdom was that on the largest of scales the universe was static. But even so, there was one thing that everyone was certain of: The expansion must be slowing down. That, much as the gravitational pull of the Earth slows the ascent of an apple tossed upward, the gravitational pull of each galaxy on every other must be slowing the expansion of space.
Ok, a primeira parte começa lá em 1929, quando o grande astrônomo Edwin Hubble percebeu que as galáxias distantes estavam todas se afastando de nós e estabeleceu que o espaço em si mesmo está esticando, está se expandindo. Bem, isso foi revolucionário. O conhecimento que prevalecia era aquele de que na maior das escalas o universo era estático. Mas, mesmo assim, havia uma coisa de que todos tinham certeza: a expansão deve estar diminuindo. Isso, assim como a força gravitacional da Terra desacelera, a ascenção de uma maçã atirada para cima, a força gravitacional de cada galáxia sobre as outras deve estar diminuindo a expansão do espaço.
Now let's fast-forward to the 1990s when those two teams of astronomers I mentioned at the outset were inspired by this reasoning to measure the rate at which the expansion has been slowing. And they did this by painstaking observations of numerous distant galaxies, allowing them to chart how the expansion rate has changed over time. Here's the surprise: They found that the expansion is not slowing down. Instead they found that it's speeding up, going faster and faster. That's like tossing an apple upward and it goes up faster and faster. Now if you saw an apple do that, you'd want to know why. What's pushing on it?
Agora, vamos avançar até os anos 90, quando aquelas duas equipes de astrônomos que mencionei no início foram inspiradas por essa ideia a medir a proporção com que a expansão estava diminuindo. E eles fizeram isso com observações muito cuidadosas de numerosas galáxias distantes, que lhes permitiu elaborar gráficos de como a taxa de expansão tinha mudado no tempo. Eis aqui a surpresa: eles descobriram que a expansão não está diminuindo. Ao contrário, descobriram que está acelerando, indo cada vez mais rápido. Isso é como atirar uma maçã para cima e ela ir cada vez mais rápido. Agora, se você visse uma maçã fazer isso, você iria querer saber por quê. O que a está empurrando?
Similarly, the astronomers' results are surely well-deserving of the Nobel Prize, but they raised an analogous question. What force is driving all galaxies to rush away from every other at an ever-quickening speed? Well the most promising answer comes from an old idea of Einstein's. You see, we are all used to gravity being a force that does one thing, pulls objects together. But in Einstein's theory of gravity, his general theory of relativity, gravity can also push things apart.
Da mesma forma, os resultados dos astrônomos são, com certeza, merecedores do Prêmio Nobel, mas levantaram uma questão análoga. Que força está conduzindo todas as galáxias a se afastarem umas das outras a uma velocidade cada vez mais rápida? Bem, a resposta mais promissora vem de uma velha ideia de Einstein. Vejam, estamos todos acostumados à gravidade como uma força que faz uma coisa, atrai objetos. Mas na teoria da gavidade de Einstein, sua teoria geral da relatividade, a gravidade também pode separar coisas.
How? Well according to Einstein's math, if space is uniformly filled with an invisible energy, sort of like a uniform, invisible mist, then the gravity generated by that mist would be repulsive, repulsive gravity, which is just what we need to explain the observations. Because the repulsive gravity of an invisible energy in space -- we now call it dark energy, but I've made it smokey white here so you can see it -- its repulsive gravity would cause each galaxy to push against every other, driving expansion to speed up, not slow down. And this explanation represents great progress.
Como? Bem, de acordo com a matemática de Einstein, se o espaço é uniformemente preenchido com uma energia invisível, um tipo de névoa invisível e uniforme, então a gravidade gerada por essa névoa seria repulsiva, gravidade repulsiva, que é exatamente o que precisamos para explicar as observações. Porque a gravidade repulsiva de uma energia invisível no espaço -- agora, chamamos isso de energia escura, mas aqui eu a tornei esbranquiçada para que vocês pudessem vê-la -- sua gravidade repulsiva faria uma galáxia empurrar outra, levando a expansão a acelerar, não a diminuir. E essa explicação representa grande progresso.
But I promised you a mystery here in part one. Here it is. When the astronomers worked out how much of this dark energy must be infusing space to account for the cosmic speed up, look at what they found. This number is small. Expressed in the relevant unit, it is spectacularly small. And the mystery is to explain this peculiar number. We want this number to emerge from the laws of physics, but so far no one has found a way to do that.
Mas, prometi a vocês um mistério aqui na primeira parte. Aqui está. Quando os astrônomos descobriram quanto dessa energia escura deve estar infundindo o espaço para responder pela aceleração cósmica, veja o que eles encontraram. Este número é pequeno. Expresso na unidade relevante é espetacularmente pequeno. E o mistério é explicar este número peculiar. Queremos que esse número surja das leis da física, mas até agora ninguém encontrou uma maneira de fazer isso.
Now you might wonder, should you care? Maybe explaining this number is just a technical issue, a technical detail of interest to experts, but of no relevance to anybody else. Well it surely is a technical detail, but some details really matter. Some details provide windows into uncharted realms of reality, and this peculiar number may be doing just that, as the only approach that's so far made headway to explain it invokes the possibility of other universes -- an idea that naturally emerges from string theory, which takes me to part two: string theory.
Bem, vocês podem imaginar, será que vocês deveriam se importar? Talvez explicar esse número seja apenas um assunto técnico, um detalhe técnico do interesse de peritos, mas sem relevância para qualquer outra pessoa. Bem, seguramente é um detalhe técnico, mas alguns detalhes realmente importam. Alguns detalhes fornecem brechas para domínios desconhecidos da realidade, e este número peculiar pode estar fazendo exatamente isso, já que a única abordagem feita até agora para explicar isso invoca a possibilidade de outros universos -- uma ideia que naturalmente emerge da teoria das cordas, o que me leva para a segunda parte: teoria das cordas.
So hold the mystery of the dark energy in the back of your mind as I now go on to tell you three key things about string theory. First off, what is it? Well it's an approach to realize Einstein's dream of a unified theory of physics, a single overarching framework that would be able to describe all the forces at work in the universe. And the central idea of string theory is quite straightforward. It says that if you examine any piece of matter ever more finely, at first you'll find molecules and then you'll find atoms and subatomic particles. But the theory says that if you could probe smaller, much smaller than we can with existing technology, you'd find something else inside these particles -- a little tiny vibrating filament of energy, a little tiny vibrating string. And just like the strings on a violin, they can vibrate in different patterns producing different musical notes. These little fundamental strings, when they vibrate in different patterns, they produce different kinds of particles -- so electrons, quarks, neutrinos, photons, all other particles would be united into a single framework, as they would all arise from vibrating strings. It's a compelling picture, a kind of cosmic symphony, where all the richness that we see in the world around us emerges from the music that these little, tiny strings can play.
Portanto, mantenha o mistério da energia escura em um cantinho de sua mente enquanto prossigo contando três coisas essenciais sobre a teoria das cordas. Em primeiro lugar, o que é isso? Bem, é uma abordagem para realizar o sonho de Einstein de uma teoria unificada da física, uma única estrutura sobre um arco que seria capaz de descrever todas as forças em ação no universo. E a ideia central da teoria das cordas é bastante direta. Preceitua que se você examinar qualquer pedaço de matéria mais acuradamente, primeiro você encontrará moléculas e depois encontrará átomos e partículas subatômicas. Mas a teoria diz que se você pudesse sondar a menor, muito menor do que podemos com a tecnologia existente, você encontraria algo dentro dessas partículas -- um pequeníssimo filamento de energia que vibra, uma pequeníssima corda que vibra. E exatamente como as cordas de um violino, elas podem vibrar em diferentes padrões, produzindo diferentes notas musicais. Essas pequeninas cordas fundamentais, quando vibram em diferentes padrões, produzem diferentes tipos de partículas -- assim, elétrons, quarks, neutrinos, fótons, todas as outras partículas estariam unidas a uma única estrutura, já que elas surgiriam de cordas que vibram. É um quadro atraente, um tipo de sinfonia cósmica, na qual toda a riqueza que vemos no mundo ao redor de nós emerge da música, que essas pequenas, pequeníssimas, cordas podem tocar.
But there's a cost to this elegant unification, because years of research have shown that the math of string theory doesn't quite work. It has internal inconsistencies, unless we allow for something wholly unfamiliar -- extra dimensions of space. That is, we all know about the usual three dimensions of space. And you can think about those as height, width and depth. But string theory says that, on fantastically small scales, there are additional dimensions crumpled to a tiny size so small that we have not detected them. But even though the dimensions are hidden, they would have an impact on things that we can observe because the shape of the extra dimensions constrains how the strings can vibrate. And in string theory, vibration determines everything. So particle masses, the strengths of forces, and most importantly, the amount of dark energy would be determined by the shape of the extra dimensions. So if we knew the shape of the extra dimensions, we should be able to calculate these features, calculate the amount of dark energy.
Mas, há um custo para esta elegante unificação, porque anos de pesquisa demonstraram que a matemática da teoria das cordas não funciona muito bem. Tem inconsistências internas, a não ser que consideremos algo totalmente estranho -- dimensões extras para o espaço. Isto é, todos conhecemos as três dimensões usuais do espaço. E você pode lembrar de altura, largura e profundidade. Mas a teoria das cordas diz que, em escalas fantasticamente pequenas, há dimensões adicionais espremidas em um tamanho diminuto tão pequeno que não as detectamos. Mas, mesmo que as dimensões estejam escondidas, elas teriam um impacto sobre as coisas que podemos observar porque o formato das dimensões extras restringem a forma que as cordas podem vibrar. E, na teoria das cordas, a vibração determina tudo. Assim, as massas de partículas, as intensidades das forças, e, mais importante, a quantidade de energia escura seriam determinadas pelo formato das dimensões extras. Portanto, se soubéssemos o formato das dimensões extras, deveríamos ser capazes de calcular essas características, calcular a quantidade de energia escura.
The challenge is we don't know the shape of the extra dimensions. All we have is a list of candidate shapes allowed by the math. Now when these ideas were first developed, there were only about five different candidate shapes, so you can imagine analyzing them one-by-one to determine if any yield the physical features we observe. But over time the list grew as researchers found other candidate shapes. From five, the number grew into the hundreds and then the thousands -- A large, but still manageable, collection to analyze, since after all, graduate students need something to do. But then the list continued to grow into the millions and the billions, until today. The list of candidate shapes has soared to about 10 to the 500.
O desafio é que não sabemos o formato das dimensões extras. Tudo que temos é uma lista de candidatos a formatos fornecida pela matemática. Bem, quando essas ideias foram primeiramente desenvolvidas, haviam apenas, aproximadamente, cinco diferentes candidatos a formatos, assim, você pode imaginá-los sendo analisados um a um para determinar se algum produziria as características físicas que observamos. Mas com o tempo a lista aumentou, à medida que pesquisadores encontraram outros candidatos a formatos. De cinco, o número aumentou para centenas e então para milhares -- um grande, mas ainda administrável, conjunto para analisar, mesmo porque, afinal, estudantes da graduação precisam de algo para fazer. Mas, então, a lista continuou a aumentar para os milhões e os bilhões, até hoje. A lista dos candidatos a formatos subiu de aproximadamente 10 para 500.
So, what to do? Well some researchers lost heart, concluding that was so many candidate shapes for the extra dimensions, each giving rise to different physical features, string theory would never make definitive, testable predictions. But others turned this issue on its head, taking us to the possibility of a multiverse. Here's the idea. Maybe each of these shapes is on an equal footing with every other. Each is as real as every other, in the sense that there are many universes, each with a different shape, for the extra dimensions. And this radical proposal has a profound impact on this mystery: the amount of dark energy revealed by the Nobel Prize-winning results.
Aí, o que fazer? Bem, alguns pesquisadores desanimaram, concluindo que haviam tantos candidatos a formatos para as dimensões extras, cada um dando origem a diferentes características físicas, que a teoria das cordas nunca faria pevisões definitivas que pudessem ser testadas. Mas outros transformaram o assunto em seu foco, levando-nos para a possibilidade de um multiverso. Eis a ideia. Talvez cada um desses formatos esteja em pé de igualdade com todos os outros. Cada um é tão real quanto todos os outros, no sentido de que há muitos universos, cada um com um formato diferente para as dimensões extras. E esta proposta radical tem um profundo impacto neste mistério: a quantidade de energia escura revelada pelos resutados dos ganhadores do Prêmio Nobel.
Because you see, if there are other universes, and if those universes each have, say, a different shape for the extra dimensions, then the physical features of each universe will be different, and in particular, the amount of dark energy in each universe will be different. Which means that the mystery of explaining the amount of dark energy we've now measured would take on a wholly different character. In this context, the laws of physics can't explain one number for the dark energy because there isn't just one number, there are many numbers. Which means we have been asking the wrong question. It's that the right question to ask is, why do we humans find ourselves in a universe with a particular amount of dark energy we've measured instead of any of the other possibilities that are out there?
Porque, veja, se há outros universos, e se cada um desses universos tem, digamos, um formato diferente para as dimensões extras, então as características físicas de cada universo será diferente, e, em particular, a quantia de energia escura em cada universo será diferente. O que significa que o mistério de explicar a quantidade de energia escura que mensuramos agora assumiria um caráter completamente diferente. Neste contexto, as leis da física não conseguem explicar um número para a energia escura porque não há apenas um número, há muitos números. O que significa que temos feito a pergunta errada. Acontece que a pergunta certa a fazer é: por que nós, humanos, nos encontramos em um universo com uma quantidade específica de energia escura que medimos ao invés de quaisquer das outras possibilidades que estão lá fora?
And that's a question on which we can make headway. Because those universes that have much more dark energy than ours, whenever matter tries to clump into galaxies, the repulsive push of the dark energy is so strong that it blows the clump apart and galaxies don't form. And in those universes that have much less dark energy, well they collapse back on themselves so quickly that, again, galaxies don't form. And without galaxies, there are no stars, no planets and no chance for our form of life to exist in those other universes.
E essa é a questão com a qual podemos prosseguir. Porque naqueles universos que têm muito mais energia escura que o nosso, sempre que a matéria tenta se aglutinar em galáxias, a força de repulsão da energia escura é tão forte que ela explode o aglomerado e as galáxias não se formam. E naqueles universos que têm muito menos energia escura, bem, eles entram em colapso tão rapidamente que, novamente, as galáxias não se formam. E sem galáxias, não há estrelas, não há planetas e nenhuma chance para nossa forma de vida existir naqueles outros universos.
So we find ourselves in a universe with the particular amount of dark energy we've measured simply because our universe has conditions hospitable to our form of life. And that would be that. Mystery solved, multiverse found. Now some find this explanation unsatisfying. We're used to physics giving us definitive explanations for the features we observe. But the point is, if the feature you're observing can and does take on a wide variety of different values across the wider landscape of reality, then thinking one explanation for a particular value is simply misguided.
Assim, nos encontramos em um universo com a quantidade específica de energia escura que medimos simplesmente porque nosso universo tem condições hospitaleiras para nossa forma de vida. E isso seria assim. Mistério resolvido, multiverso encontrado. Bem, alguns acham essa explicação insatisfatória. Estamos acostumados à física nos dando explicações definitivas para as características que observamos. Mas a questão é, se a característica que você está observando pode e realmente assume uma ampla variedade de diferentes valores através da vasta paisagem da realidade, então, pensar em uma explicação para um determinado valor é simplesmente equivocado.
An early example comes from the great astronomer Johannes Kepler who was obsessed with understanding a different number -- why the Sun is 93 million miles away from the Earth. And he worked for decades trying to explain this number, but he never succeeded, and we know why. Kepler was asking the wrong question.
Um exemplo antigo vem do grande astrônomo Johannes Kepler que era obcecado por entender um número diferente -- por que o Sol está 93 milhões de milhas distante da Terra. E ele trabalhou por décadas tentando explicar esse número, mas nunca teve sucesso e sabemos por quê. Kepler estava fazendo a pergunta errada.
We now know that there are many planets at a wide variety of different distances from their host stars. So hoping that the laws of physics will explain one particular number, 93 million miles, well that is simply wrongheaded. Instead the right question to ask is, why do we humans find ourselves on a planet at this particular distance, instead of any of the other possibilities? And again, that's a question we can answer. Those planets which are much closer to a star like the Sun would be so hot that our form of life wouldn't exist. And those planets that are much farther away from the star, well they're so cold that, again, our form of life would not take hold. So we find ourselves on a planet at this particular distance simply because it yields conditions vital to our form of life. And when it comes to planets and their distances, this clearly is the right kind of reasoning. The point is, when it comes to universes and the dark energy that they contain, it may also be the right kind of reasoning.
Sabemos que há muitos planetas em uma ampla variedade de diferentes distâncias de suas estrelas. Logo, ter a expectativa de que as leis da física explicarão um número específico, 93 milhões de milhas, bem, isso está simplesmente errado desde o princípio. Em vez disso, a pergunta correta a fazer é: por que nós, os humanos, nos encontramos em um planeta nessa distância específica, ao invés de quaisquer das outras possibilidades? E, novamente, essa é uma questão que podemos responder. Aqueles planetas que estão muito próximos de uma estrela como o Sol seriam tão quentes que nossa forma de vida não existiria. E aqueles planetas que estão muito distantes da estrela, bem, seriam tão frios que, de novo, nossa forma de vida não se desenvolveria. Portanto, nós nos encontramos em um planeta nessa distância específica simplesmente porque ela produz condições vitais pra nossa forma de vida. E, no que se refere a planetas e suas distâncias, esta é claramente a forma correta de raciocínio. A questão é: no que se refere a universos e a enegia escura que eles contêm, essa pode também ser a forma correta de raciocínio.
One key difference, of course, is we know that there are other planets out there, but so far I've only speculated on the possibility that there might be other universes. So to pull it all together, we need a mechanism that can actually generate other universes. And that takes me to my final part, part three. Because such a mechanism has been found by cosmologists trying to understand the Big Bang. You see, when we speak of the Big Bang, we often have an image of a kind of cosmic explosion that created our universe and set space rushing outward.
Uma diferença chave, claro, é que sabemos que há outros planetas lá fora, mas até agora especulei somente sobre a possibilidade de que possa haver outros universos. Assim, para juntar tudo isso, precisamos de um mecanismo que possa realmente gerar outros universos. E isso me leva à parte final, a terceira parte. Porque tal mecanismo foi encontrado por cosmologistas tentando entender o Big Bang. Veja, quando falamos do Big Bang, frequentemente temos uma imagem de um tipo de explosão cósmica que criou nosso universo e colocou o espaço distanciando-se para fora.
But there's a little secret. The Big Bang leaves out something pretty important, the Bang. It tells us how the universe evolved after the Bang, but gives us no insight into what would have powered the Bang itself. And this gap was finally filled by an enhanced version of the Big Bang theory. It's called inflationary cosmology, which identified a particular kind of fuel that would naturally generate an outward rush of space. The fuel is based on something called a quantum field, but the only detail that matters for us is that this fuel proves to be so efficient that it's virtually impossible to use it all up, which means in the inflationary theory, the Big Bang giving rise to our universe is likely not a one-time event. Instead the fuel not only generated our Big Bang, but it would also generate countless other Big Bangs, each giving rise to its own separate universe with our universe becoming but one bubble in a grand cosmic bubble bath of universes.
Mas há um pequeno segredo. O Big Bang deixa fora algo muito importante: o Bang. Ele nos diz como o universo evoluiu depois do Bang, mas não nos dá pistas do que teria detonado o próprio Bang. E esta lacuna foi finalmente preenchida por uma versão melhorada da teoria do Big Bang. É chamada de cosmologia inflacionária, que identificou um tipo específico de combustível, que naturalmente geraria um distanciamento do espaço para fora. O combustível está baseado em algo chamado campo quântico, mas o único detalhe que importa para nós é que esse combustível demonstrou ser tão eficiente que é virtualmente impossível usá-lo todo de uma vez, o que significa que, na teoria inflacionária, o Big Bang que deu origem a nosso universo não é provavelmente um evento único. Em vez disso, o combustível não apenas gerou nosso Big Bang, mas também teria gerado outros incontáveis Big Bangs, cada um dando origem ao seu próprio universo separado com nosso universo tornando-se apenas uma bolha em uma grande banheira de bolhas cósmicas de universos.
And now, when we meld this with string theory, here's the picture we're led to. Each of these universes has extra dimensions. The extra dimensions take on a wide variety of different shapes. The different shapes yield different physical features. And we find ourselves in one universe instead of another simply because it's only in our universe that the physical features, like the amount of dark energy, are right for our form of life to take hold. And this is the compelling but highly controversial picture of the wider cosmos that cutting-edge observation and theory have now led us to seriously consider.
Agora, quando fundimos isso com a teoria das cordas, aqui está o quadro a que somos conduzidos. Cada um desses universos tem dimensões extras. As dimensões extras assumem uma ampla variedade de formatos diferentes. Os diferentes formatos produzem diferentes características físicas. E nos encontramos em um universo ao invés de outro simplesmente porque é apenas em nosso universo que as características físicas, como a quantidade de energia escura, são adequadas para nossa forma de vida desenvolver-se. E esse é o quadro convincente, mas altamente controverso do cosmo mais amplo, que a observação e a teoria mais atualizadas, nos levam, agora, a considerar seriamente.
One big remaining question, of course, is, could we ever confirm the existence of other universes? Well let me describe one way that might one day happen. The inflationary theory already has strong observational support. Because the theory predicts that the Big Bang would have been so intense that as space rapidly expanded, tiny quantum jitters from the micro world would have been stretched out to the macro world, yielding a distinctive fingerprint, a pattern of slightly hotter spots and slightly colder spots, across space, which powerful telescopes have now observed. Going further, if there are other universes, the theory predicts that every so often those universes can collide. And if our universe got hit by another, that collision would generate an additional subtle pattern of temperature variations across space that we might one day be able to detect. And so exotic as this picture is, it may one day be grounded in observations, establishing the existence of other universes.
Uma grande questão remanescente, claro, é: poderíamos confirmar a existência de outros universos? Bem, deixem-me descrever uma forma que pode acontecer um dia. A teoria inflacionária já tem forte apoio da observação. Porque a teoria prevê que o Big Bang teria sido tão intenso que, à medida que o espaço se expandiu rapidamente, minúsculas tremulações do micromundo teriam sido esticadas até o macromundo, produzindo uma pegada distinta, um padrão de locais ligeiramente mais quentes e locais ligeiramente mais frios, através do espaço, que telescópios poderosos têm observado agora. Indo um pouco além, se há outros universos, a teoria prevê que ocasionalmente esses universos podem colidir. E se nosso universo fosse atingido por outro, essa colisão geraria um padrão sutil adicional de variações de temperatura através do espaço que poderíamos, um dia, ser capazes de detectar. E, mesmo que este quadro seja exótico, ele pode, um dia, ser fundamentado em observações, estabelecendo a existência de outros universos.
I'll conclude with a striking implication of all these ideas for the very far future. You see, we learned that our universe is not static, that space is expanding, that that expansion is speeding up and that there might be other universes all by carefully examining faint pinpoints of starlight coming to us from distant galaxies. But because the expansion is speeding up, in the very far future, those galaxies will rush away so far and so fast that we won't be able to see them -- not because of technological limitations, but because of the laws of physics. The light those galaxies emit, even traveling at the fastest speed, the speed of light, will not be able to overcome the ever-widening gulf between us. So astronomers in the far future looking out into deep space will see nothing but an endless stretch of static, inky, black stillness. And they will conclude that the universe is static and unchanging and populated by a single central oasis of matter that they inhabit -- a picture of the cosmos that we definitively know to be wrong.
Concluirei com uma implicação impressionante de todas essas ideias para um futuro bem distante. Vejam, aprendemos que nosso universo não é estático, que o espaço está se expandindo, que essa expansão está acelerando e que pode haver outros universos, tudo ao examinar cuidadosamente pontos tênues de luz estelar que chegam até nós de galáxias distantes. Mas, porque a expansão está acelerando, em um futuro muito distante, aquelas galáxias irão tão distante e tão rápido que não será possível vê-las -- não por causa de limitações tecnológicas, mas por causa das leis da física. A luz que aquelas galáxias emitem, mesmo viajando na velocidade mais rápida, a velocidade da luz, não serão capazes de superar o golfo que está sempre se alargando entre nós. Então, os astrônomos num futuro distante, observando o espaço profundo, não verão nada a não ser um esticado sem fim de silêncio estático, escuro, negro. E eles concluirão que o universo é estático e imutável e habitado por um único oásis central de matéria em que eles vivem -- um quadro do cosmos que definitivamente sabemos ser errado.
Now maybe those future astronomers will have records handed down from an earlier era, like ours, attesting to an expanding cosmos teeming with galaxies. But would those future astronomers believe such ancient knowledge? Or would they believe in the black, static empty universe that their own state-of-the-art observations reveal? I suspect the latter. Which means that we are living through a remarkably privileged era when certain deep truths about the cosmos are still within reach of the human spirit of exploration. It appears that it may not always be that way. Because today's astronomers, by turning powerful telescopes to the sky, have captured a handful of starkly informative photons -- a kind of cosmic telegram billions of years in transit. and the message echoing across the ages is clear. Sometimes nature guards her secrets with the unbreakable grip of physical law. Sometimes the true nature of reality beckons from just beyond the horizon.
Agora, talvez aqueles futuros astrônomos tenham registros anotados, de uma era anterior, como a nossa, atestando um cosmo em expansão fervilhante de galáxias. Mas, aqueles futuros astrônomos acreditariam em tal conhecimento antigo? Ou acreditariam no universo negro, estático e vazio que as melhores observações deles mesmos revelariam? Eu suponho que nessa última. O que significa que estamos vivendo em uma era notavelmente privilegiada quando certas verdades profundas sobre o cosmo ainda estão dentro do alcance do espírito humano de exploração. Parece que isso pode não ser sempre dessa forma. Porque os astrônomos de hoje, apontando telescópios poderosos para o céu, capturaram um punhado de fótons completamente informativos -- um tipo de telegrama cósmico, bilhões de anos em trânsito, e a mensagem que ecoa através dos tempos é clara. Algumas vezes a natureza guarda seus segredos com a garra inquebrável da lei física. Algumas vezes a verdadeira natureza da realidade acena exatamente além do horizonte.
Thank you very much.
Muito obrigado.
(Applause)
(Aplausos)
Chris Anderson: Brian, thank you. The range of ideas you've just spoken about are dizzying, exhilarating, incredible. How do you think of where cosmology is now, in a sort of historical side? Are we in the middle of something unusual historically in your opinion?
Chris Anderson: Brian, obrigado. O alcance das ideias sobre as quais você acabou de falar é vertiginoso, emocionante, incrível. O que você acha de onde está a cosmologia agora, em um tipo de momento histórico? Estamos no meio de algo historicamente não comum em sua opinião?
BG: Well it's hard to say. When we learn that astronomers of the far future may not have enough information to figure things out, the natural question is, maybe we're already in that position and certain deep, critical features of the universe already have escaped our ability to understand because of how cosmology evolves. So from that perspective, maybe we will always be asking questions and never be able to fully answer them.
BG: Bem, é difícil dizer. Quando compreendemos que astrônomos de um futuro distante podem não ter informação suficiente para calcular coisas, a pergunta natural é: talvez já estejamos nessa posição e certas características críticas e profundas do universo já tenham escapado de nossa capacidade de compreender por causa da maneira como a cosmologia evolui. Assim, dessa perspectiva, talvez estejamos sempre fazendo perguntas e nunca sejamos capazes de respondê-las completamete.
On the other hand, we now can understand how old the universe is. We can understand how to understand the data from the microwave background radiation that was set down 13.72 billion years ago -- and yet, we can do calculations today to predict how it will look and it matches. Holy cow! That's just amazing. So on the one hand, it's just incredible where we've gotten, but who knows what sort of blocks we may find in the future.
De outro lado, agora podemos compreender a idade do universo. Podemos compreender como entender os dados da radiação de fundo de microondas que se estabeleceu 13,72 bilhões de anos atrás -- e ainda, podemos fazer cálculos hoje para prever como se parecerá e eles batem. Macacos me mordam! Isso é espantoso. De um lado, é simplesmente incrível onde chegamos, mas quem sabe que tipo de bloqueios podemos encontrar no futuro.
CA: You're going to be around for the next few days. Maybe some of these conversations can continue. Thank you. Thank you, Brian. (BG: My pleasure.)
CA: Você vai estar por aqui nos próximos dias. Talvez algumas dessas conversas possam prosseguir. Obrigado. Obrigado, Brian. (BG: O prazer foi meu.)
(Applause)
(Aplausos)