I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Estou muito feliz por estar aqui. Feliz por vocês estarem aqui, pois seria estranho se não estivessem. (Risos) Estou feliz por todos nós estarmos aqui. E por "aqui", não quero dizer aqui, ou aqui, mas aqui. Digo, na Terra. E, por "nós", não quero dizer nós neste auditório, mas a vida, toda forma de vida na Terra... (Risos)
(Laughter)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
da vida complexa à unicelular, do mofo aos cogumelos, aos ursos voadores.
(Laughter)
(Risos)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
O interessante é que a Terra é o único lugar em que sabemos haver vida, com 8,7 milhões de espécies. Procuramos em outros lugares, talvez não tanto quanto poderíamos ou deveríamos, mas procuramos, e não encontramos. A Terra é o único lugar no qual sabemos que existe vida. A Terra é especial? É uma pergunta cuja resposta eu gostaria de ter desde criança, e eu suspeito que 80% deste auditório já pensou a mesma coisa e também gostaria de saber a resposta. Para saber se existe algum planeta em nosso sistema solar, ou além, em que a vida seja possível, o primeiro passo é entender o que é necessário para que haja vida.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
Acontece que, para esses 8,7 milhões de espécies, a vida só precisa de três coisas. Toda vida na Terra precisa de energia. Vida complexa, como a nossa, usa a energia do sol, mas a vida subterrânea se vale da energia de reações químicas. Há uma série de diferentes fontes de energia em todos os planetas. Por outro lado, toda vida precisa de alimento ou nutrição. E isso parece difícil, especialmente se queremos um tomate suculento.
(Laughter)
(Risos)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
No entanto, toda vida na Terra obtém sua nutrição de somente seis elementos químicos, e eles podem ser encontrados em qualquer corpo planetário, do nosso sistema solar. O maior problema é aquele da foto do meio, o mais difícil de se alcançar. Não o alce, mas a água.
(Laughter)
(Risos)
Although moose would be pretty cool.
Apesar de que o alce seria bem legal.
(Laughter)
(Risos)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
E não água congelada, e não água em estado gasoso, mas água líquida. É disso que a vida precisa para sobreviver. E vários corpos do sistema solar não possuem água líquida, e então nós não procuramos lá. Outros corpos do sistema solar podem ter água líquida abundante até mais do que a Terra, mas a água está presa sob uma camada de gelo, e então é difícil de acessar, difícil chegar lá, é difícil até de saber se há vida ali.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Então nos restam poucos corpos sobre os quais vale a pena pensar. Vamos tornar o problema mais simples para nós. Vamos pensar somente na água líquida na superfície de um planeta. No nosso sistema solar, somente três corpos possuem água líquida na superfície do planeta, que são, na ordem de distância do sol: Vênus, Terra e Marte. E é preciso haver uma atmosfera para a água ser líquida. Mas a atmosfera deve obedecer a certas condições: não pode ser uma atmosfera muito densa ou muito quente, porque, se a temperatura for muita alta, como em Vênus, não poderá haver água líquida. Mas, se existir pouca atmosfera e ela for muito fina e muito fria, então a temperatura será muito baixa, como em Marte. Então, Vênus é muito quente, Marte é muito frio, e a Terra é perfeita. Podem olhar estas imagens atrás de mim e ver, automaticamente, onde pode haver vida em nosso sistema solar. É um problema tipo "Cachinhos de Ouro", tão simples que uma criança pode entender.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
No entanto... gostaria de lembrá-los de duas coisas da história da Cachinhos de Ouro que não costumamos considerar, mas que acho muito relevantes aqui. Número um: se a tigela da Mamãe Urso estiver muito fria quando a Cachinhos de Ouro entra na sala, isso significa que a tigela sempre esteve muito fria? Ou será que esteve na temperatura exata em algum momento anterior? O instante em que Cachinhos de Ouro entra na sala determina como entendemos a história. E o mesmo se dá com os planetas. Não são coisas estáticas: eles mudam, eles variam, eles evoluem. E acontece o mesmo com as atmosferas. Deixem-me dar um exemplo.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Eis uma de minhas fotos favoritas de Marte. Não é uma imagem de alta resolução, não é a imagem mais sexy, não é a imagem mais recente, mas é uma imagem que mostra leitos de rio esculpidos na superfície; leitos de rio esculpidos por água líquida fluindo; leitos de rio que demoram centenas ou milhares de anos para se formar. Isso não acontece em Marte hoje. A atmosfera de Marte hoje é muito fina e muito fria para a água ficar estável como líquido. Esta imagem mostra que a atmosfera de Marte mudou, e mudou enormemente. E mudou de um estado que consideraríamos habitável, pois os três requisitos para a vida estavam presentes muito tempo atrás. Para onde foi essa atmosfera que permitia que a água da superfície fosse líquida?
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Bem, uma ideia é que ela tenha escapado para o espaço. Partículas atmosféricas conseguiram a energia suficiente para fugir da gravidade do planeta, escapando para o espaço, e nunca voltando. E isso acontece com todos os corpos que têm atmosferas. Nas caudas dos cometas, as fugas atmosféricas são incrivelmente visíveis. Mas Vênus também tem uma atmosfera que escapa com o tempo; Marte e a Terra também. É tudo uma questão de grau e de escala. Queremos descobrir o quanto escapou ao longo do tempo, para podermos explicar essa transição.
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
Como as atmosferas conseguem a energia para escapar? Como partículas obtêm energia para escapar? Há duas formas, se formos reduzir um pouco as coisas. Número um, luz solar. A luz do Sol pode ser absorvida pelas partículas atmosféricas e aquecê-las. Sim, estou dançando, mas elas...
(Laughter)
(Risos)
Oh my God, not even at my wedding.
Meu Deus, nem no meu casamento.
(Laughter)
(Risos)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Elas conseguem energia suficiente para escapar da gravidade do planeta com o aquecimento apenas. Uma segunda forma de se conseguir energia é o vento solar. Estas são partículas, massas, material, expelidos da superfície do Sol, e eles vão rompendo o sistema solar a 400 quilômetros por segundo, às vezes até mais rápido durante tempestades solares, e eles vão avançando pelo espaço interplanetário em direção a planetas e suas atmosferas. E podem fornecer energia para que as partículas atmosféricas escapem.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
Isso é algo em que estou interessado, pois tem relação com a habitabilidade. Eu disse que havia duas coisas na história da Cachinhos de Ouro sobre as quais eu queria chamar a atenção de vocês. E a segunda é um pouco mais sutil. Se a tigela do Papai Urso está muito quente, e a tigela da Mamãe Urso está muito fria, a tigela do Bebê Urso não deveria estar mais fria ainda pela lógica? Essas coisas que aceitamos nossa vida inteira, podem não ser tão simples quando pensamos nelas um pouco mais. E, claro, a distância de um planeta do Sol determina sua temperatura. Isso mexe com a habitabilidade. Mas talvez devêssemos considerar outras coisas também. Talvez sejam as próprias tigelas que estejam ajudando a determinar o final da história, o que está correto.
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Eu poderia falar sobre diferentes características desses três planetas que podem influenciar a habitabilidade, mas, por motivos egoístas relacionados aos meus estudos e o fato de ser eu quem está controlando os slides, e vocês não...
(Laughter)
(Risos)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
eu gostaria de falar por um minuto ou dois sobre campos magnéticos. A Terra tem um; Vênus e Marte, não. Os campos magnéticos são gerados nas profundezas do planeta, através de condução elétrica de material líquido em movimento, que cria esse grande e velho campo magnético em volta da Terra, e, com uma bússola, sabemos onde está o Norte. Em Vênus e Marte, isso não existe. Se tiverem uma bússola lá, parabéns: vocês estão perdidos.
(Laughter)
(Risos)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Isso influencia a habitabilidade? Mas como? Muitos cientistas acham que o campo magnético num planeta serve como um escudo para a atmosfera, desviando as partículas de vento solar do planeta, criando uma espécie de campo de força, que tem relação com a carga elétrica dessas partículas. Mas prefiro pensar nisso como um protetor contra espirro num bufê de saladas.
(Laughter)
(Risos)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
E, quando meus colegas assistirem a isso mais tarde, vão ver, pela primeira vez na história da nossa comunidade, que o vento solar foi equiparado a muco.
(Laughter)
(Risos)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Então, o resultado é que a Terra pode ter sido protegida por bilhões de anos, por termos um campo magnético, que não deixou a atmosfera escapar. Marte, por sua vez, ficou desprotegido, devido à falta de campo magnético e, ao longo de bilhões de anos, talvez a atmosfera tenha escapado, o que talvez explique a transição de um planeta habitável para o planeta que vemos hoje.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Outros cientistas pensam que os campos magnéticos podem funcionar como as velas de um barco, que permitem ao planeta interagir com mais energia dos ventos solares do que ele conseguiria sozinho. As velas podem capturar energia do vento solar, o campo magnético pode capturar energia desse vento solar que permite mais fuga de atmosfera. Essa é uma ideia que precisa ser testada, mas parece claro o efeito e como funciona. Isso porque sabemos que a energia do vento solar vem sendo depositada em nossa atmosfera, aqui na Terra. A energia é conduzida por linhas do campo magnético para as regiões polares, resultando na incrivelmente linda aurora. Se tiverem a oportunidade de ver isso, é maravilhosa. Sabemos que a energia está entrando. Estamos tentando medir quantas partículas estão saindo e se o campo magnético influencia, de alguma maneira.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Bem, coloquei o problema aqui para vocês, mas ainda não tenho a solução. Nós não temos a solução. Mas estamos trabalhando nisso; como? Enviamos sondas para os três planetas. Algumas delas estão em órbita agora, incluindo a sonda MAVEN, atualmente na órbita de Marte, com a qual estou envolvido, que é dirigido pela Universidade do Colorado. Foi projetada para medir a fuga da atmosfera. Temos medições parecidas feitas em Vênus e na Terra. Assim que tenhamos esses dados, poderemos juntar isso tudo e entender como esses três planetas interagem com seus ambientes espaciais, com o que está ao redor, e concluir se os campos magnéticos são críticos para a habitabilidade, ou não.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
Conhecida a resposta, por que nos preocupar? Eu me preocupo profundamente.... (Risos) Financeiramente também, mas profundamente.
(Laughter)
(Risos)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
Primeiro, a resposta a esse problema vai nos ensinar mais sobre esses planetas: Vênus, Terra e Marte. Não apenas sobre como interagem com o ambiente hoje, mas como eram há bilhões de anos, se eram habitáveis tempos atrás, ou não. Isso nos ensinará sobre atmosferas que estão ao nosso redor e próximas. Além disso, o que aprendermos desses planetas poderá ser aplicado a qualquer atmosfera, incluindo planetas em observação, ao redor de outras estrelas. Por exemplo, a sonda Kepler, que foi construída e é controlada aqui, em Boulder. Está observando uma região do tamanho de um selo postal, no céu, já faz alguns anos, e encontrou milhares de planetas, do tamanho de um selo postal, no céu, que não cremos seja diferente de outras partes do céu.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
Nós passamos, em 20 anos, de zero conhecimento de planetas fora do nosso sistema solar para termos agora tantos que não sabemos quais investigar primeiro. Qualquer ajuda é bem-vinda. Na verdade, com base em observações feitas pela Kepler e observações semelhantes, acreditamos agora que, dos 200 bilhões de estrelas, apenas da Via Láctea, na média, cada estrela tenha pelo menos um planeta. Além disso, estimativas sugerem que há cerca de 40 bilhões a 100 bilhões desses planetas que poderiam ser considerados habitáveis, apenas na nossa galáxia.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
Temos as observações desses planetas, mas ainda não sabemos quais são habitáveis. Isso é meio como estar preso num espaço vermelho...
(Laughter)
(Risos)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
num palco, sabendo que há outros mundos lá fora e querendo, desesperadamente, saber mais sobre eles, querendo obter dados e descobrir se, talvez, apenas um ou dois deles se parecem conosco. Não dá pra fazer isso, não dá pra ir lá, ainda. Então, temos de usar as ferramentas que foram desenvolvidas ao nosso redor, para Vênus, Terra e Marte, e aplicá-las a essas outras situações, tentar chegar a conclusões razoáveis a partir desses dados e, então, identificarmos os melhores candidatos a planetas habitáveis, e os que não são.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Por fim e por enquanto, este é nosso espaço vermelho, bem aqui. Este é o único planeta que sabemos ser habitável, apesar de talvez, em breve, encontrarmos outros. Mas, agora, este é o único planeta habitável; este é nosso espaço vermelho. E estou muito feliz de estarmos aqui.
Thanks.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)