As a particle physicist, I study the elementary particles and how they interact on the most fundamental level. For most of my research career, I've been using accelerators, such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road, to study things on the smallest scale. But more recently, I've been turning my attention to the universe on the largest scale. Because, as I'll explain to you, the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected. So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe, what it's made of and what the big questions in the physical sciences are -- at least some of the big questions.
Como física de partículas, eu estudo as partículas elementares e como elas interagem no nível mais fundamental. Na maior parte de minhas pesquisas, eu tenho usado aceleradores, como o acelerador de elétrons da Universidade de Stanford, bem próximo daqui, para estudar as coisas na menor das escalas. Mas, mais recentemente, tenho voltado minha atenção para o universo em sua maior escala. Porque, como irei explicar a vocês, as questões na menor e na maior escala estão de fato muito ligadas. Assim, vou contar a vocês sobre nossa visão do universo no século XXI, do que é feito e quais são as grandes questões nas ciências físicas -- ao menos algumas das grandes questões.
So, recently, we have realized that the ordinary matter in the universe -- and by ordinary matter, I mean you, me, the planets, the stars, the galaxies -- the ordinary matter makes up only a few percent of the content of the universe. Almost a quarter, or approximately a quarter of the matter in the universe, is stuff that's invisible. By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum. It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect. It doesn't interact with the electromagnetic spectrum, which is what we use to detect things. It doesn't interact at all. So how do we know it's there? We know it's there by its gravitational effects. In fact, this dark matter dominates the gravitational effects in the universe on a large scale, and I'll be telling you about the evidence for that.
Recentemente, nós percebemos que a matéria comum no universo, -- e por matéria comum eu quero dizer você, eu, os planetas, as estrelas, as galáxias -- a matéria comum constitui apenas uma pequena porcentagem do conteúdo do universo. Quase um quarto, ou aproximadamente um quarto da matéria no universo é alguma coisa que é invisível. Por invisível eu quero dizer que ela não absorve no espectro eletromagnético, ela não emite no espectro eletromagnético, ela não reflete. Ela não interage com o espectro eletromagnético, que é o que usamos para detectar as coisas. Ela não interage de maneira alguma. Então como sabemos que ela está lá? Sabemos que ela está lá por seus efeitos gravitacionais. De fato, a matéria escura domina os efeitos gravitacionais no universo em grande escala, e eu contarei a vocês sobre as evidências disso.
What about the rest of the pie? The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy. More about that later, OK. So for now, let's turn to the evidence for dark matter. In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this, most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy. This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy. So we have these stars going around in circles like this. As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK -- that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed than those that are further out here, OK.
E o resto da torta? O resto da torta é uma substância muito misteriosa chamada energia escura. Falaremos sobre isso mais tarde, OK? Então, por enquanto, vamos nos voltar às evidências da matéria escura. Nestas galáxias, especialmente em uma galáxia espiral como esta, a maior parte da massa das estrelas está concentrada no meio da galáxia. Essa enorme massa de todas essas estrelas mantém as estrelas em órbitas circulares na galáxia. Então temos estrelas girando em círculos assim. Como você pode imaginar, -- mesmo que você não conheça Física, isto deve ser intuitivo, OK? -- as estrelas próximas à massa no centro girarão a uma velocidade maior que essas mais distantes aqui, OK?
So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars, that they should be slower on the edges than on the inside. In other words, if we measured speed as a function of distance -- this is the only time I'm going to show a graph, OK -- we would expect that it goes down as the distance increases from the center of the galaxy. When those measurements are made, instead what we find is that the speed is basically constant, as a function of distance. If it's constant, that means that the stars out here are feeling the gravitational effects of matter that we do not see. In fact, this galaxy and every other galaxy appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter. And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves, and it extends over a much wider range than the galaxy. So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.
Então o que se esperaria é que se você medisse a velocidade orbital das estrelas, elas deveriam ser mais lentas nas bordas que no interior. Em outras palavras, se medíssemos a velocidade em função da distância, (Esta é a única vez que mostrarei um gráfico, OK?) nós esperariámos que ela diminuísse à medida em que a distância aumentasse do centro da galáxia. Quando essas medições são feitas, ao invés disso, o que encontramos é que a velocidade é basicamente constante em função da distância. Se ela é constante, isso significa que as estrelas aqui fora estão sentindo os efeitos gravitacionais de matéria que não vemos. De fato, esta galáxia e todas as outras galáxias parecem estar envolvidas por uma nuvem dessa matéria escura invisível. E essa nuvem de matéria é muito mais esférica que a própria galáxia, e ela se estende por uma área muito maior que a galáxia. Então nós vemos a galáxia e nos fixamos nisso, mas na realidade é uma nuvem de matéria escura que está dominando a estrutura e a dinâmica desta galáxia.
Galaxies themselves are not strewn randomly in space; they tend to cluster. And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster. And there are thousands of galaxies in this cluster. They're the white, fuzzy, elliptical things here. So these galaxy clusters -- we take a snapshot now, we take a snapshot in a decade, it'll look identical. But these galaxies are actually moving at extremely high speeds. They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK. So all of these galaxies are moving. We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities, and figure out how much mass is in this cluster.
As galáxias também não estão espalhadas aleatoriamente no espaço: elas tendem a se agrupar. E este é um exemplo de um agrupamento muito famoso: o aglomerado Coma. E existem milhares de galáxias neste aglomerado. Elas são as coisas brancas, embaçadas e elípticas aqui. Esses aglomerados de galáxias... nós tiramos uma foto agora, tiramos uma foto daqui a uma década: eles parecerão idênticos. Mas essas galáxias estão na verdade se movendo a velocidades extremamente altas. Elas estão se movendo em um manancial de potencial gravitacional deste aglomerado, OK? Portanto todas estas galáxias estão se movendo. Nós podemos medir as velocidades destas galáxias, suas velocidades orbitais, e descobrir quanta massa existe neste aglomerado.
And again, what we find is that there is much more mass there than can be accounted for by the galaxies that we see. Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum, we see that there's a lot of gas in this cluster, as well. But that cannot account for the mass either. In fact, there appears to be about ten times as much mass here in the form of this invisible or dark matter as there is in the ordinary matter, OK. It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly. I'm just putting this big, blue blob on there, OK, to try to remind you that it's there. Can we see it more visually? Yes, we can.
E, de novo, o que encontramos é que existe muito mais massa lá do que pode ser calculada pelas galáxias que vemos. Ou se olharmos em outras partes do espectro eletromagnético, veremos também que existe muito gás neste aglomerado. Mas isso também não é responsável pela massa. De fato, parece haver umas dez vezes mais massa aqui na forma de matéria invisível ou escura do que na forma de matéria comum, OK? Seria bom se pudéssemos ver essa matéria escura de uma maneira um pouco mais direta. Eu só estou colocando uma grande bolha azul ali para tentar lembrá-los de que ela está lá. Nós podemos representá-la mais visualmente? Sim, podemos.
And so let me lead you through how we can do this. So here's an observer: it could be an eye; it could be a telescope. And suppose there's a galaxy out here in the universe. How do we see that galaxy? A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe for perhaps billions of years before it enters the telescope or your eye. Now, how do we deduce where the galaxy is? Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling as it enters our eye, right? We say, the ray of light came this way; the galaxy must be there, OK. Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies -- and don't forget the dark matter, OK. Now, if we consider a different ray of light, one going off like this, we now need to take into account what Einstein predicted when he developed general relativity. And that was that the gravitational field, due to mass, will deflect not only the trajectory of particles, but will deflect light itself.
E deixem-me mostrar a vocês como podemos fazer isso. Aqui está um observador: pode ser um olho, poderia ser um telescópio. E suponha que exista uma galáxia aqui no universo. Como vemos essa galáxia? Um raio de luz sai da galáxia e viaja através do universo por talvez bilhões de anos antes de entrar no telescópio ou em seu olho. Agora, como deduzimos onde a galáxia está? Bem, nós deduzimos pela direção em que o raio está viajando quando ele atinge o nosso olho, certo? Nós dizemos: "O raio de luz veio desta direção: a galáxia deve estar lá", OK? Agora, suponha que eu coloque no meio um aglomerado de galáxias -- e não esqueça a matéria escura, OK? Agora, se nós considerarmos um raio de luz diferente, um saindo desta maneira, nós agora precisamos levar em conta o que o Einstein previu quando ele desenvolveu a relatividade geral. E foi que o campo gravitacional, devido à massa, não defletirá somente a trajetória das partículas, mas defletirá a própria luz.
So this light ray will not continue in a straight line, but would rather bend and could end up going into our eye. Where will this observer see the galaxy? You can respond. Up, right? We extrapolate backwards and say the galaxy is up here. Is there any other ray of light that could make into the observer's eye from that galaxy? Yes, great. I see people going down like this. So a ray of light could go down, be bent up into the observer's eye, and the observer sees a ray of light here.
Portanto este raio de luz não vai continuar em uma linha reta, mas ao invés disso vai se desviar e poderá acabar indo para o nosso olho. Onde este observador verá a galáxia? Vocês podem responder. Em cima, certo? Nós extrapolamos e dizemos que a galáxia está aqui em cima. Existe algum outro raio de luz que poderia chegar ao olho do observador vindo dessa galáxia? Sim, ótimo! Estou vendo pessoas gesticulando para baixo assim. Então um raio de luz poderia ir para baixo e ser desviado para cima até o olho do observador, e o observador vê um raio de luz aqui.
Now, take into account the fact that we live in a three-dimensional universe, OK, a three-dimensional space. Are there any other rays of light that could make it into the eye? Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone. So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone -- that will all be bent by that cluster and make it into the observer's eye. If there is a cone of light coming into my eye, what do I see? A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK. Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line. If they're slightly skewed, we'll see a different image.
Agora, leve em conta o fato de que vivemos em um universo tridimensional, OK? Um espaço tridimensional. Existem outros raios de luz que podem chegar ao olho? Sim! Os raios irão formar um... Sim, um cone. Assim, há todo um conjunto de raios de luz, dispostos em um cone, que serão desviados por aquele aglomerado e chegarão ao olho do observador. Se existe um cone de luz vindo para o meu olho, o que eu vejo? Um círculo, um anel. Ele é chamado de anel de Einstein -- Einstein previu isso, OK? Agora, ele só será um anel perfeito se a fonte, o defletor e o olho, neste caso, estiverem todos em uma linha perfeitamente reta. Se eles estiverem levemente desalinhados, veremos uma imagem diferente.
Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK, to figure out what that image will look like. Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise, that has the right shape to produce this kind of effect. We call this gravitational lensing. And so, this is your instrument, OK. (Laughter). But ignore the top part. It's the base that I want you to concentrate, OK. So, actually, at home, whenever we break a wineglass, I save the bottom, take it over to the machine shop. We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK. So it's got the right shape to produce the lensing. And so the next thing you need to do in your experiment is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter) So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle. And now put the lens over the galaxy, and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring. Now, move the base off to the side, and the ring will split up into arcs, OK. And you can put it on top of any image. On the graph paper, you can see how all the lines on the graph paper have been distorted. And again, this is a kind of an accurate model of what happens with the gravitational lensing.
Agora, vocês podem fazer um experimento esta noite na cerimônia para descobrir como a imagem será. Porque acontece que existe um tipo de lente que podemos criar, que tem a forma exata para produzir esse tipo de efeito. Nós chamamos isso de lente gravitacional. E então este é o seu instrumento, OK? (Risadas) Mas ignore a parte superior. É na base que eu quero que você se concentre, OK? Em casa, quando quebramos uma taça de vinho, eu guardo o fundo e levo-o para a oficina. Nós o raspamos, e eu tenho uma pequena lente gravitacional, OK? Ela tem a forma certa para produzir o efeito. E então a próxima coisa que você tem que fazer em seu experimento é pegar um guardanapo. Eu peguei um pedaço de papel milimetrado; eu sou uma física, afinal. (Risadas) Desenhe um pequeno esboço de galáxia no centro. E agora coloque a lente sobre a galáxia e você verá um anel, um anel de Einstein. Agora, mova a base para o lado, e o anel irá dividir-se em arcos, OK? E você pode colocá-lo sobre qualquer imagem. No papel milimetrado você pode ver como todas as linhas do papel foram distorcidas. E, novamente, isto é meio que um modelo preciso do que acontece com as lentes gravitacionais.
OK, so the question is: do we see this in the sky? Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies? And the answer is yes. And so, here's an image from the Hubble Space Telescope. Many of the images you are seeing are earlier from the Hubble Space Telescope. Well, first of all, for the golden shape galaxies -- those are the galaxies in the cluster. They're the ones that are embedded in that sea of dark matter that are causing the bending of the light to cause these optical illusions, or mirages, practically, of the background galaxies. So the streaks that you see, all these streaks, are actually distorted images of galaxies that are much further away.
OK, então a questão é: nós vemos isto no céu? Vemos arcos no céu quando olhamos para, digamos, um aglomerado de galáxias? E a resposta é: sim. Portanto, aqui está uma imagem do Telescópio Espacial Hubble. Muitas das imagens que vocês estão vendo são imagens mais antigas do Telescópio Espacial Hubble. Bem, primeiramente, as galáxias douradas, elas são as galáxias no aglomerado. Elas são as que estão envolvidas por aquele mar de matéria escura que está fazendo o desvio da luz causar essas ilusões de óptica, ou miragens, praticamente, das galáxias do fundo. Então estas raias que você vê, todas estas raias, são na verdade imagens distorcidas de galáxias que estão muito mais distantes.
So what we can do, then, is based on how much distortion we see in those images, we can calculate how much mass there must be in this cluster. And it's an enormous amount of mass. And also, you can tell by eye, by looking at this, that these arcs are not centered on individual galaxies. They are centered on some more spread out structure, and that is the dark matter in which the cluster is embedded, OK. So this is the closest you can get to kind of seeing at least the effects of the dark matter with your naked eye.
O que podemos fazer, então, é, baseados em quanta distorção nós vemos nessas imagens, podemos calcular quanta massa deve existir neste aglomerado. E é uma enorme quantidade de massa. E também, você pode verificar, ao olhar para isto, que estes arcos não estão centrados em galáxias individuais; eles estão centrados em alguma estrutura mais espalhada. Que é a matéria escura em que o aglomerado está imerso, OK? Então isto é o mais próximo que você pode chegar de ver ao menos os efeitos da matéria escura a olho nu.
OK, so, a quick review then, to see that you're following. So the evidence that we have that a quarter of the universe is dark matter -- this gravitationally attracting stuff -- is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies is much too large; it must be embedded in dark matter. The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large; it must be embedded in dark matter. And we see these gravitational lensing effects, these distortions that say that, again, clusters are embedded in dark matter.
OK, então uma rápida revisão, para verificar se vocês estão acompanhando. As evidências que temos de que um quarto do universo é matéria escura -- essa coisa gravitacional atrativa -- são: a velocidade com que as estrelas estão orbitando as galáxias é muito grande: elas devem estar imersas em matéria escura; a velocidade com que as galáxias dentro de aglomerados estão orbitando é muito grande: elas devem estar imersas em matéria escura; e nós vemos os efeitos de lentes gravitacionais, essas distorções que dizem novamente que os aglomerados estão imersos em matéria escura.
OK. So now, let's turn to dark energy. So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something that Stephen Hawking referred to in the previous session. And that is the fact that space itself is expanding. So if we imagine a section of our infinite universe -- and so I've put down four spiral galaxies, OK -- and imagine that you put down a set of tape measures, so every line on here corresponds to a tape measure, horizontal or vertical, for measuring where things are. If you could do this, what you would find that with each passing day, each passing year, each passing billions of years, OK, the distance between galaxies is getting greater. And it's not because galaxies are moving away from each other through space. They're not necessarily moving through space. They're moving away from each other because space itself is getting bigger, OK. That's what the expansion of the universe or space means. So they're moving further apart.
Ok. Agora, vamos nos voltar para a energia escura. Para entender as evidências para a energia escura, precisamos discutir algo a que o Stephen Hawking se referiu na sessão anterior. Que é o fato de que o próprio espaço está se expandindo. Então, se imaginarmos uma parte do nosso universo infinito... e eu coloquei quatro galáxias espirais, OK? E imagine que você colocou uma série de fitas métricas, de modo que cada linha aqui corresponda a uma fita métrica, horizontal ou vertical, para medir onde as coisas estão. Se pudesse fazer isto, o que você descobriria é que a cada dia decorrido, a cada ano decorrido, a cada bilhão de anos decorrido, a distância entre as galáxias está ficando maior. E não é porque as galáxias estão se afastando umas das outras através do espaço; elas não estão necessariamente se movendo através do espaço. Elas estão se afastando umas das outras porque o próprio espaço está aumentando, OK? Isso é o que a expansão do universo ou do espaço significa. Portanto, elas estão se separando.
Now, what Stephen Hawking mentioned, as well, is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate. But because gravitationally attracting matter is embedded in this space, it tends to slow down the expansion of the space, OK. So the expansion slows down with time. So, in the last century, OK, people debated about whether this expansion of space would continue forever; whether it would slow down, you know, will be slowing down, but continue forever; slow down and stop, asymptotically stop; or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again. So a little over a decade ago, two groups of physicists and astronomers set out to measure the rate at which the expansion of space was slowing down, OK. By how much less is it expanding today, compared to, say, a couple of billion years ago?
Agora, o que o Stephen Hawking citou também é que, após o Big Bang, o espaço se expandiu muito rapidamente. Mas como a matéria, que exerce atração gravitacional, está envolvida nesse espaço, ela tende a retardar a expansão do espaço, OK? Assim a expansão desacelera com o tempo. Por isso, no último século, as pessoas debateram se essa expansão do espaço iria continuar para sempre; se ela desaceleraria, sabe, se ficaria cada vez mais lenta, mas continuaria para sempre; se desaceleraria e pararia, assintoticamente pararia; ou se desaceleraria, pararia e então se inverteria, de modo que o universo começasse a se contrair novamente. Então, pouco mais de uma década atrás, dois grupos de físicos e astrônomos começaram a medir a taxa a que a expansão do espaço estava desacelerando, OK? Quão mais lentamente ele está expandindo hoje comparado com, vamos dizer, alguns bilhões de anos atrás?
The startling answer to this question, OK, from these experiments, was that space is expanding at a faster rate today than it was a few billion years ago, OK. So the expansion of space is actually speeding up. This was a completely surprising result. There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK. No one was predicting ahead of time this is what's going to be found. It was the opposite of what was expected. So we need something to be able to explain that. Now it turns out, in the mathematics, you can put it in as a term that's an energy, but it's a completely different type of energy from anything we've ever seen before. We call it dark energy, and it has this effect of causing space to expand. But we don't have a good motivation for putting it in there at this point, OK. So it's really unexplained as to why we need to put it in.
A surpreendente resposta para essa pergunta, vinda desses experimentos, foi que o espaço está se expandindo a uma taxa mais rápida hoje do que estava uns poucos bilhões de anos atrás, OK? Então a expansão do espaço está na verdade se acelerando. Esse foi um resultado totalmente surpreendente. Não existe nenhum argumento teórico convincente sobre por que isto acontece, OK? Ninguém estava prevendo que isso é que seria descoberto. Era o oposto do que era esperado. Então precisamos de algo capaz de explicar isso. Agora, acontece que, na matemática, você pode colocar esse algo como um termo que é uma energia. Mas ela é um tipo de energia completamente diferente de tudo que já vimos antes. Nós a chamamos de energia escura, e ela tem o efeito de fazer o espaço se expandir. Mas não temos um bom motivo para colocá-la lá no presente momento, OK? Então não está realmente explicado por que devemos colocá-la.
Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you, is that, first of all, dark matter and dark energy are completely different things, OK. There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe, and they have very different effects. Dark matter, because it gravitationally attracts, it tends to encourage the growth of structure, OK. So clusters of galaxies will tend to form, because of all this gravitational attraction. Dark energy, on the other hand, is putting more and more space between the galaxies, makes it, the gravitational attraction between them decrease, and so it impedes the growth of structure. So by looking at things like clusters of galaxies, and how they -- their number density, how many there are as a function of time -- we can learn about how dark matter and dark energy compete against each other in structure forming.
Agora, neste ponto, o que eu quero enfatizar mesmo para vocês é que, primeiro, matéria escura e energia escura são coisas completamente diferentes, OK? Existem de fato dois mistérios ainda sem solução sobre o que constitui a maior parte do universo, e eles têm efeitos muito diferentes. A matéria escura, como atrai gravitacionalmente, tende a encorajar o crescimento de estruturas, OK? Assim, aglomerados de galáxias tenderão a se formar devido a toda essa atração gravitacional. A energia escura, por outro lado, está colocando mais e mais espaço entre as galáxias, fazendo a atração gravitacional entre elas diminuir, portanto ela impede o crescimento de estruturas. Então ao olhar para coisas como aglomerados de galáxias, e como eles... sua quantidade, densidade, quantos existem em função do tempo, podemos aprender sobre como a matéria escura e a energia escura competem uma com a outra na formação de estruturas.
In terms of dark matter, I said that we don't have any, you know, really persuasive argument for dark energy. Do we have anything for dark matter? And the answer is yes. We have well-motivated candidates for the dark matter. Now, what do I mean by well motivated? I mean that we have mathematically consistent theories that were actually introduced to explain a completely different phenomenon, OK, things that I haven't even talked about, that each predict the existence of a very weakly interacting, new particle.
No que concerne à matéria escura... Eu disse que não temos qualquer argumento realmente persuasivo para ter certeza sobre a energia escura, né? Temos alguma coisa sobre a matéria escura? E a resposta é: sim. Nós temos candidatos bem fundamentados para a matéria escura. Agora, que quero dizer com bem fundamentado? Quero dizer que temos teorias consistentes matematicamente que na verdade foram introduzidas para explicar fenômenos completamente diferentes, OK? Coisas das quais nem falei, cada qual prevendo a existência de uma nova partícula de interação muito fraca.
So, this is exactly what you want in physics: where a prediction comes out of a mathematically consistent theory that was actually developed for something else. But we don't know if either of those are actually the dark matter candidate, OK. One or both, who knows? Or it could be something completely different. Now, we look for these dark matter particles because, after all, they are here in the room, OK, and they didn't come in the door. They just pass through anything. They can come through the building, through the Earth -- they're so non-interacting.
Isto é exatamente o que você quer em física: acontecer de uma previsão vir de uma teoria consistente matematicamente que na verdade foi desenvolvida para outra coisa. Mas não sabemos se cada uma delas é mesmo a candidata à matéria escura, OK? Uma ou ambas, quem sabe? Ou pode ser algo completamente diferente. Agora, nós procuramos por essas partículas de matéria escura porque, afinal, elas estão aqui na sala, e elas não entraram pela porta. Elas simplesmente passam através de qualquer coisa. Elas podem atravessar o prédio, atravessar a terra; elas não são nada interativas.
So one way to look for them is to build detectors that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it. So a crystal that will ring if that happens. So one of my colleagues up the road and his collaborators have built such a detector. And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota, OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days announced the most sensitive results so far. They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass and the interaction strength of these dark matter particles are. There's going to be a satellite telescope launched later this year and it will look towards the middle of the galaxy, to see if we can see dark matter particles annihilating and producing gamma rays that could be detected with this. The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator, that we'll be turning on later this year. It is possible that dark matter particles might be produced at the Large Hadron Collider.
Assim, uma maneira de procurá-las é construir detectores que são extremamente sensíveis a uma partícula de matéria escura atravessando-os e colidindo com eles, de modo a vibrar um cristal caso isso aconteça. Um de meus colegas daqui de perto e seus colaboradores construíram um detector desse tipo. E o colocaram bem fundo numa mina de ferro em Minnesota, bem abaixo do chão. E, de fato, nos últimos dias, eles anunciaram os resultados mais sensíveis até agora. Eles não viram nada, mas esses resultados colocam limites sobre quais são a massa e a força de interação dessas partículas de matéria escura. Será lançado um telescópio satélite este ano, e ele irá observar o centro da galáxia para ver se podemos enxergar partículas de matéria escura se destruindo e produzindo raios gama, detectáveis por ele. O Grande Colisor de Hádrons, um acelerador de partículas que será ligado este ano... É possível que partículas de matéria escura sejam produzidas no Grande Colisor de Hádrons.
Now, because they are so non-interactive, they will actually escape the detector, so their signature will be missing energy, OK. Now, unfortunately, there is a lot of new physics whose signature could be missing energy, so it will be hard to tell the difference. And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed specifically to address the questions of dark matter and dark energy -- ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes that are in competition right now to be launched to investigate dark matter and dark energy. So in terms of the big questions: what is dark matter? What is dark energy? The big questions facing physics. And I'm sure you have lots of questions, which I very much look forward to addressing over the next 72 hours, while I'm here. Thank you. (Applause)
Agora, como elas são tão não-interativas, elas na verdade vão escapar do detector, de modo que sua assinatura será a energia faltante, OK? Só que, infelizmente, existem várias coisas novas para a Física cuja assinatura poderia ser energia faltante, então será difícil distingüir. E, finalmente, para futuros esforços, existem telescópios sendo projetados especificamente visando às questões da matéria escura e da energia escura: telescópios terrestres; e existem três telescópios espaciais que estão competindo neste momento para serem lançados para investigar a matéria escura e a energia escura. Então, no que diz respeito às grandes questões: O que é a matéria escura? O que é a energia escura? -- as grandes questões que afrontam os físicos --, tenho certeza de que vocês têm um montão de perguntas. Que gostarei muito de discutir nas próximas 72 horas em que estarei aqui, OK? Obrigada. (Aplausos)