A little over 100 years ago, in 1915, Einstein published his theory of general relativity, which is sort of a strange name, but it's a theory that explains gravity. It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass, not because of an instantaneous force, as Newton claimed, but because all matter -- all of us, all the planets -- wrinkles the flexible fabric of space-time.
Pouco mais de 100 anos atrás, em 1915, Einstein publicou sua teoria da relatividade geral, um nome um tanto estranho, mas é uma teoria que explica a gravidade. Ela diz que massa - toda matéria, os planetas - atrai massa, não por causa de uma força instantânea, como afirmava Newton, mas porque toda a matéria, todos nós, todos os planetas, dobram o tecido flexível do espaço-tempo.
Space-time is this thing in which we live and that connects us all. It's like when we lie down on a mattress and distort its contour. The masses move -- again, not according to Newton's laws, but because they see this space-time curvature and follow the little curves, just like when our bedmate nestles up to us because of the mattress curvature.
O espaço-tempo é essa coisa em que vivemos e conecta todos nós. É como quando nos deitamos num colchão e ele afunda com nosso peso. As massas se movem, novamente não segundo as leis de Newton, mas porque veem essa curvatura do espaço-tempo e seguem as pequenas curvas, assim como nossos companheiros se aconchegam perto de nós na cama por causa da curvatura do colchão.
(Laughter)
(Risos)
A year later, in 1916, Einstein derived from his theory that gravitational waves existed, and that these waves were produced when masses move, like, for example, when two stars revolve around one another and create folds in space-time which carry energy from the system, and the stars move toward each other. However, he also estimated that these effects were so minute, that it would never be possible to measure them. I'm going to tell you the story of how, with the work of hundreds of scientists working in many countries over the course of many decades, just recently, in 2015, we discovered those gravitational waves for the first time.
Um ano depois, em 1916, com sua teoria, Einstein concluiu que existiam ondas gravitacionais e elas eram produzidas quando as massas se moviam, por exemplo, quando duas estrelas orbitam uma ao redor da outra e criam dobras no espaço-tempo que sugam energia do sistema, fazendo com que os astros se aproximem uns dos outros. Porém, ele também calculou que esses efeitos eram tão mínimos que jamais seria possível mensurá-los. Vou contar como, com o trabalho de centenas de cientistas, trabalhando em diversos países, ao longo de várias décadas, recentemente, em 2015, comprovamos a existência dessas ondas gravitacionais pela primeira vez.
It's a rather long story. It started 1.3 billion years ago. A long, long time ago, in a galaxy far, far away --
É uma longa história. Ela começou 1,3 bilhões de anos atrás. Muito, muito tempo atrás, numa galáxia muito, muito distante...
(Laughter)
(Risos)
two black holes were revolving around one another -- "dancing the tango," I like to say. It started slowly, but as they emitted gravitational waves, they grew closer together, accelerating in speed, until, when they were revolving at almost the speed of light, they fused into a single black hole that had 60 times the mass of the Sun, but compressed into the space of 360 kilometers. That's the size of the state of Louisiana, where I live. This incredible effect produced gravitational waves that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.
dois buracos negros orbitavam um ao outro... "dançando um tango", como gosto dizer. Começaram devagar, mas, conforme emitiam ondas gravitacionais, foram se aproximando um do outro, girando cada vez mais rápido, até que, quando estavam girando a quase a velocidade da luz, se fundiram em um único buraco negro, que tinha 60 vezes a massa do Sol, mas comprimido no espaço de 360 quilômetros. Esse é o tamanho do estado de Louisiana, onde moro. Esse efeito incrível produziu ondas gravitacionais que levaram a notícia desse abraço cósmico ao restante do universo.
It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves, because the way we measure them is by looking for effects in distances. We want to measure longitudes, distances. When these gravitational waves passed by Earth, which was in 2015, they produced changes in all distances -- the distances between all of you, the distances between you and me, our heights -- every one of us stretched and shrank a tiny bit. The prediction is that the effect is proportional to the distance. But it's very small: even for distances much greater than my slight height, the effect is infinitesimal. For example, the distance between the Earth and the Sun changed by one atomic diameter. How can that be measured? How could we measure it?
Levamos muito tempo para descobrir os efeitos dessas ondas gravitacionais, porque nossa forma de mensurá-las é buscando efeitos em distâncias. Queremos medir longitudes, distâncias. Quando essas ondas gravitacionais passaram pela Terra, o que ocorreu em 2015, produziram mudanças em todas as distâncias... as distâncias entre todos vocês, as distâncias entre vocês e eu, nossas alturas... todos nós nos esticamos e encolhemos um pouquinho. A previsão é que o efeito seja proporcional à distância. Mas é bem pequeno: até para distâncias bem maiores que minha baixa estatura, o efeito é infinitesimal. Por exemplo, a distância entre a Terra e o Sol mudou em um diâmetro atômico. Como isso pode ser medido? Como poderíamos medir isso?
Fifty years ago, some visionary physicists at Caltech and MIT -- Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss -- thought they could precisely measure distances using lasers that measured distances between mirrors kilometers apart. It took many years, a lot of work and many scientists to develop the technology and develop the ideas. And 20 years later, almost 30 years ago, they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers, in the United States. Each one is four kilometers long; one is in Livingston, Louisiana, in the middle of a beautiful forest, and the other is in Hanford, Washington, in the middle of the desert.
Cinquenta anos atrás, alguns físicos visionários da Caltech e do MIT - Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss - pensaram que poderiam medir com precisão as distâncias usando lêiseres que medem distâncias entre espelhos, a quilômetros de distância. Foram necessários muitos anos e muito trabalho de vários cientistas para desenvolver a tecnologia e desenvolver as ideias. E, 20 anos depois, quase 30 anos atrás, eles começaram a construir dois detectores de ondas gravitacionais, dois interferômetros, nos Estados Unidos. Cada um têm 4 km de comprimento. Um fica em Livingstone, Lousiana, no meio de uma bela floresta, e o outro fica em Hanford, Washington, no meio do deserto.
The interferometers have lasers that travel from the center through four kilometers in-vacuum, are reflected in mirrors and then they return. We measure the difference in the distances between this arm and this arm. These detectors are very, very, very sensitive; they're the most precise instruments in the world. Why did we make two? It's because the signals that we want to measure come from space, but the mirrors are moving all the time, so in order to distinguish the gravitational wave effects -- which are astrophysical effects and should show up on the two detectors -- we can distinguish them from the local effects, which appear separately, either on one or the other.
Esses interferômetros têm lêiseres que viajam do centro até 4 km no vácuo, são refletidos em espelhos e depois retornam. Medimos a diferença das distâncias entre esse braço e esse braço. Esses detectores são muito, muito, muito sensíveis. São os instrumentos mais precisos do mundo. Por que construímos dois? Porque os sinais que queremos medir vêm do espaço, mas os espelhos ficam em constante movimento. Então, para distinguir os efeitos das ondas gravitacionais, que são efeitos astrofísicos e esperamos que apareçam nos dois detectores, podemos distingui-los dos efeitos locais, que aparecem separadamente, ou em um ou no outro.
In September of 2015, we were finishing installing the second-generation technology in the detectors, and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted -- we're still not, even now, two years later -- but we wanted to gather data. We didn't think we'd see anything, but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data. And then nature surprised us.
Em setembro de 2015, estávamos terminando de instalar a segunda geração de tecnologia nos detectores, e ainda não tínhamos a sensibilidade ótima que queríamos - ainda não temos, dois anos depois - mas queríamos coletar dados. Não achávamos que veríamos algo, mas estávamos nos preparando para começar a coletar dados durante alguns meses. Aí, a natureza nos surpreendeu.
On September 14, 2015, we saw, in both detectors, a gravitational wave. In both detectors, we saw a signal with cycles that increased in amplitude and frequency and then go back down. And they were the same in both detectors. They were gravitational waves. And not only that -- in decoding this type of wave, we were able to deduce that they came from black holes fusing together to make one, more than a billion years ago. And that was --
Em 14 de setembro de 2015, vimos, em ambos os detectores, uma onda gravitacional. Em ambos os detectores, vimos um sinal com ciclos que aumentavam em amplitude e frequência e depois diminuíam, e eram os mesmos em ambos os detectores. Eram ondas gravitacionais. E não só isso: ao decodificar esse tipo de onda, pudemos deduzir que elas vinham de buracos negros, se fundindo e se tornando um só mais de 1 bilhão de anos atrás. E aquilo foi...
(Applause)
(Aplausos)
that was fantastic.
Aquilo foi fantástico.
At first, we couldn't believe it. We didn't imagine this would happen until much later; it was a surprise for all of us. It took us months to convince ourselves that it was true, because we didn't want to leave any room for error. But it was true, and to clear up any doubt that the detectors really could measure these things, in December of that same year, we measured another gravitational wave, smaller than the first one. The first gravitational wave produced a difference in the distance of four-thousandths of a proton over four kilometers. Yes, the second detection was smaller, but still very convincing by our standards. Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves, we like to put them into loudspeakers and listen to them. We call this "the music of the universe." I'd like you to listen to the first two notes of that music.
A princípio, não acreditamos. Não imaginávamos que isso aconteceria tão cedo. Foi uma surpresa pra todos nós. Levamos meses para acreditarmos que aquilo era verdade, porque não queríamos deixar qualquer espaço para erros. Mas era verdade e, para eliminar qualquer dúvida de que os detectores realmente podiam medir essas coisas, em dezembro daquele mesmo ano, medimos outra onda gravitacional, menor que a primeira. A primeira onda gravitacional produziu uma diferença de distância de quatro 4 milésimos de próton ao longo de 4 km. E a segunda detecção foi menor, mas, ainda assim, muito convincente, segundo nossos padrões. Apesar do fato de que são ondas de espaço-tempo e não de som, gostamos de reproduzi-las em alto-falantes. Chamamos isso de "música do universo". Gostaria que vocês ouvissem as duas primeiras notas dessa música.
(Chirping sound)
(Som parecido com um chilro)
(Chirping sound) The second, shorter sound was the last fraction of a second of the two black holes which, in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy -- so much energy, it was like three Suns converting into energy, following that famous formula, E = mc2. Remember that one? We love this music so much we actually dance to it. I'm going to have you listen again.
(Som parecido com um chilro) O segundo som, mais curto, foi a última fração de segundo desses dois buracos negros que, naquela fração de segundo, emitiram enorme quantidade de energia, tanta energia que era como se fossem três sóis convertidos em energia, seguindo a famosa fórmula: E = mc2. Lembram-se dela? Gostamos tanto dessa música que dançamos ao ouvi-la. Vou tocá-la de novo pra vocês.
(Chirping sound)
(Som parecido com um chilro)
(Chirping sound) It's the music of the universe!
(Som parecido com um chilro) É a música do universo!
(Applause)
(Aplausos)
People frequently ask me now: "What can gravitational waves be used for? And now that you've discovered them, what else is there left to do?" What can gravitational waves be used for?
Hoje as pessoas sempre me perguntam: "Para que as ondas gravitacionais podem servir? E agora que as descobriram, o que mais resta fazer?" Para que as ondas gravitacionais serviriam?
When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?" he, in turn, answered, "What's the purpose of dawn? What's the purpose of caresses? What's the purpose of the smell of coffee?" He answered, "The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."
Quando perguntam a Borges: "Qual o propósito da poesia?", ele, por sua vez, perguntou: "Qual o propósito do amanhecer? Qual o propósito das carícias? Qual o propósito do cheiro do café?" Ele respondeu: "O propósito da poesia é o prazer; ela serve para a emoção, para viver".
And understanding the universe, this human curiosity for knowing how everything works, is similar. Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids -- when we look up at the sky for the first time and see the stars, we wonder, "What are stars?" That curiosity is what makes us human. And that's what we do with science.
E entender o universo, essa curiosidade humana de saber como tudo funciona, é a mesma coisa. Desde os primórdios do tempo, a humanidade, todos nós, como crianças, quando olhamos para o céu pela primeira vez e vemos as estrelas, pensamos: "O que são as estrelas?" É essa curiosidade que nos torna humanos. E é isso que fazemos com a ciência.
We like to say that gravitational waves now have a purpose, because we're opening up a new way to explore the universe. Until now, we were able to see the light of the stars via electromagnetic waves. Now we can listen to the sound of the universe, even of things that don't emit light, like gravitational waves.
Gostamos de dizer que as ondas gravitacionais já têm um propósito porque estamos descobrindo uma nova forma de explorar o universo. Até então, conseguíamos ver a luz das estrelas através de ondas eletromagnéticas. Agora podemos ouvir o som do universo, até mesmo de coisas que não emitem luz, como as ondas gravitacionais.
(Applause)
(Aplausos)
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)
But are they useful? Can't we derive any technology from gravitational waves?
Mas elas são úteis só pra isso? Não podemos obter alguma tecnologia a partir das ondas gravitacionais?
Yes, probably. But it will probably take a lot of time. We've developed the technology to detect them, but in terms of the waves themselves, maybe we'll discover 100 years from now that they are useful. But it takes a lot of time to derive technology from science, and that's not why we do it. All technology is derived from science, but we practice science for the enjoyment. What's left to do? A lot. A lot; this is only the beginning.
Sim, talvez. Mas provavelmente vai levar muito tempo. Desenvolvemos a tecnologia para detectá-las, mas, no que se refere às ondas em si, talvez descubramos daqui a 100 anos que elas são úteis para algo assim. Mas leva muito tempo para obtermos tecnologia da ciência, e esse não é o nosso objetivo. Toda tecnologia veio da ciência, mas praticamos a ciência por prazer. O ainda falta fazer? Muita coisa. Muita coisa. Esse é apenas o começo.
As we make the detectors more and more sensitive -- and we have lots of work to do there -- not only are we going to see more black holes and be able to catalog how many there are, where they are and how big they are, we'll also be able to see other objects. We'll see neutron stars fuse and turn into black holes. We'll see a black holes being born. We'll be able to see rotating stars in our galaxy produce sinusoidal waves. We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy. We'll be seeing a whole spectrum of new sources.
Conforme deixamos os detectores cada vez mais sensíveis - e ainda temos muito trabalho para isso - não só vamos ver mais buracos negros e conseguiremos catalogar quantos existem, onde estão e de que tamanho são, mas conseguiremos ver outros objetos também. Veremos estrelas de nêutrons se fundirem e se transformarem em buracos negros. Veremos buracos negros nascendo. Conseguiremos ver estrelas giratórias em nossa galáxia produzirem ondas sinusoidais. Conseguiremos ver explosões de supernovas em nossa galáxia. Vamos ver todo um espectro de novas fontes.
We like to say that we've added a new sense to the human body: now, in addition to seeing, we're able to hear. This is a revolution in astronomy, like when Galileo invented the telescope. It's like when they added sound to silent movies. This is just the beginning. We like to think that the road to science is very long -- very fun, but very long -- and that we, this large, international community of scientists, working from many countries, together as a team, are helping to build that road; that we're shedding light -- sometimes encountering detours -- and building, perhaps, a highway to the universe.
Gostamos de dizer que adicionamos um novo sentido ao corpo humano: agora, além da visão, conseguimos ouvir. É uma revolução na astronomia, como quando Galileu inventou o telescópio, ou como quando adicionaram o som aos filmes mudos. Esse é só o começo. Gostamos de pensar que o caminho da ciência é bem longo; bem divertido, mas bem longo; e que nós, essa grande comunidade internacional de cientistas, trabalhando de diversos países, juntos como uma equipe, estamos ajudando a construir esse caminho; lançando luz , às vezes encontrando desvios , e construindo, talvez, uma rodovia para o universo.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)