Nobody likes to make a mistake. And I made a whopping one. And figuring out what I did wrong led to a discovery that completely changes the way we think about the Earth and Moon.
A nadie le gusta cometer errores. Y yo cometí uno enorme. Y descifrar qué hice mal me llevó a un descubrimiento que cambia por completo nuestro concepto de la Tierra y la Luna.
I'm a planetary scientist, and my favorite thing to do is smash planets together.
Soy científica planetaria, y lo que más me gusta es hacer colisionar planetas.
(Laughter)
(Risas)
In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.
En mi laboratorio, puedo dispararle a rocas usando cañones como este.
(Cannon shot)
(Disparo de cañón)
(Laughter)
(Risas)
In my experiments, I can generate the extreme conditions during planet formation. And with computer models, I can collide whole planets together to make them grow, or I can destroy them.
En mis experimentos puedo generar las condiciones extremas durante la formación de los planetas. Y con modelos computarizados, puedo hacer colisionar planetas enteros para hacerlos crecer, o para destruirlos.
(Laughter)
(Risas)
I want to understand how to make the Earth and the Moon and why the Earth is so different from other planets.
Quiero entender cómo se forman la Tierra y la Luna, y por qué la Tierra es tan diferente a otros planetas.
The leading idea for the origin of the Earth and Moon is called the "giant impact theory." The theory states that a Mars-sized body struck the young Earth, and the Moon formed from the debris disk around the planet. The theory can explain so many things about the Moon, but it has a huge flaw: it predicts that the Moon is mostly made from the Mars-sized planet, that the Earth and the Moon are made from different materials. But that's not what we see. The Earth and the Moon are actually like identical twins. The genetic code of planets is written in the isotopes of the elements. The Earth and Moon have identical isotopes. That means that the Earth and Moon are made from the same materials.
La explicación principal del origen de la Tierra y la Luna se llama "teoría del gran impacto". Según esta teoría, un cuerpo del tamaño de Marte colisionó contra la joven Tierra, y la Luna se formó a partir del disco de restos que se formó alrededor del planeta. La teoría puede explicar muchas cosas sobre la Luna, pero tiene una gran falla: postula que la Luna está mayormente compuesta por un planeta del tamaño de Marte, y que la Tierra y la Luna están hechas de diferentes materiales. Pero eso no es lo que vemos. La Tierra y la Luna son, en realidad, como gemelas. El código genético de los planetas está escrito en los isótopos de los elementos. La Tierra y la Luna tienen isótopos idénticos. Eso significa que ambas están hechas de los mismos materiales.
It's really strange that the Earth and the Moon are twins. All of the planets are made from different materials, so they all have different isotopes, they all have their own genetic code. No other planetary bodies have the same genetic relationship. Only the Earth and Moon are twins.
Es muy raro que la Tierra y la Luna sean gemelas. Todos los planetas están hechos de diferentes materiales, por ello todos tienen isótopos diferentes, todos tienen su propio código genético. No hay existen otros cuerpos planetarios que tengan la misma relación genética. Solo la Tierra y la Luna son gemelas.
When I started working on the origin of the Moon, there were scientists that wanted to reject the whole idea of the giant impact. They didn't see any way for this theory to explain the special relationship between the Earth and the Moon. We were all trying to think of new ideas. The problem was, there weren't any better ideas. All of the other ideas had even bigger flaws. So we were trying to rescue the giant impact theory.
Cuando comencé a trabajar en el origen de la Luna, había científicos que querían rechazar de plano la idea del gran impacto. No veían de qué manera esta teoría podía explicar la relación especial entre la Tierra y la Luna. Todos tratábamos de pensar en nuevas ideas. El problema era que no había mejores ideas. Todas las otras ideas tenían fallas aún mayores. Entonces, intentamos rescatar la teoría del gran impacto.
A young scientist in my group suggested that we try changing the spin of the giant impact. Maybe making the Earth spin faster could mix more material and explain the Moon. The Mars-sized impactor had been chosen because it could make the Moon and make the length of Earth's day. People really liked that part of the model. But what if something else determined the length of Earth's day? Then there would be many more possible giant impacts that could make the Moon. I was curious about what could happen, so I tried simulating faster-spinning giant impacts, and I found that it is possible to make a disk out of the same mixture of materials as the planet. We were pretty excited. Maybe this was the way to explain the Moon.
Un joven científico de mi grupo sugirió que probemos con darle un giro a la teoría del gran impacto. Tal vez si la Tierra girase más rápido, podría mezclar más material y explicar la formación de la Luna. Se eligió el impacto con el planeta del tamaño de Marte porque podía crear la Luna y la duración del día de la Tierra. A la gente realmente le gustaba esa parte del modelo. Pero ¿y si hubo algo más que determinó la duración del día? Entonces habría muchas más posiblidades de grandes impactos que habrían creado la Luna. Tenía curiosidad por lo que podía suceder, así que probé con la simulación de grandes impactos que giraban más rápido, y descubrí que es posible crear un disco de la misma mezcla de materiales que el planeta. Estábamos muy entusiasmados. Tal vez esto explicaba el origen de la Luna.
The problem is, we also found that that's just not very likely. Most of the time, the disk is different from the planet, and it looked like making our Moon this way would be an astronomical coincidence, and it was just hard for everyone to accept the idea that the Moon's special connection to Earth was an accident. The giant impact theory was still in trouble, and we were still trying to figure out how to make the Moon.
El problema es que descubrimos que eso no era muy posible. La mayoría de las veces, el disco es diferente al planeta, y parecía la formación de la Luna de esta manera sería una coincidencia astronómica, y era muy difícil para nosotros aceptar la idea de que la conexión especial de la Luna con la Tierra era un accidente. La teoría del gran impacto aún no era satisfactoria, y seguíamos tratando de descifrar cómo crear la Luna.
Then came the day when I realized my mistake. My student and I were looking at the data from these fast-spinning giant impacts. On that day, we weren't actually thinking about the Moon, we were looking at the planet. The planet gets super-hot and partially vaporized from the energy of the impact. But the data didn't look like a planet. It looked really strange. The planet was weirdly connected to the disk. I got that super-excited feeling when something really wrong might be something really interesting.
Luego llegó el día en que descubrí mi error. Mi alumno y yo observábamos los datos de estos impactos que giran a gran velocidad. Ese día, no observábamos en la Luna, sino el planeta. El planeta toma una alta temperatura y se vaporizó parcialmente por la energía del impacto. Pero los datos no parecían de un planeta. Era muy extraño. El planeta estaba extrañamente conectado al disco. Sentí ese gran entusiasmo cuando algo que era equivocado se transforma en algo muy interesante.
In all of my calculations, I had assumed there was a planet with a separate disk around it. Calculating what was in the disk as how we tested whether an impact could make the Moon. But it didn't look that simple anymore. We were making the mistake of thinking that a planet was always going to look like a planet. On that day, I knew that a giant impact was making something completely new.
En todos mis cálculos, asumí que había un planeta con un disco separado alrededor. Calculando qué había en el disco es como probamos si un impacto podía formar la Luna. Pero ya no se veía tan simple. Cometimos el error de pensar que un planeta siempre se vería como un planeta. Ese día, supe que un gran impacto estaba creando algo completamente nuevo.
I've had eureka moments. This was not one of them.
Tuve momentos eureka. Este no fue uno de ellos.
(Laughter)
(Risas)
I really didn't know what was going on. I had this strange, new object in front of me and the challenge to try and figure it out. What do you do when faced with the unknown? How do you even start?
Realmente no sabía qué estaba pasando. Tenía este nuevo y extraño objeto frente a mí, y el desafío de intentar descifrarlo. ¿Qué se hace cuando te enfrentas a lo desconocido? ¿Por dónde empiezas?
We questioned everything: What is a planet? When is a planet no longer a planet anymore? We played with new ideas. We had to get rid of our old way of thinking, and by playing, I could throw away all of the data, all of the rules of the real world, and free my mind to explore. And by making a mental space where I could try out outrageous ideas and then bring them back into the real world to test them, I could learn. And by playing, we learned so much. I combined my lab experiments with computer models and discovered that after most giant impacts, the Earth is so hot, there's no surface. There's just a deep layer of gas that gets denser and denser with depth. The Earth would have been like Jupiter. There's nothing to stand on. And that was just part of the problem. I wanted to understand the whole problem. I couldn't let go of the challenge to figure out what was really going on in giant impacts. It took almost two years of throwing away old ideas and building new ones that we understood the data and knew what it meant for the Moon.
Nos preguntamos todo: ¿Qué es un planeta? ¿Cuándo un planeta deja de ser un planeta? Jugamos con nuevas ideas. Había que deshacerse de antiguos conceptos, y jugando con las ideas, podía desechar todos los datos, todas las reglas del mundo real y liberar mi mente para explorar. Y al hacer un espacio mental donde probar ideas extravagantes, y traerlas de vuelta al mundo real para probarlas, podía aprender. Y jugando, aprendimos mucho. Combiné mis experimentos de laboratorio con modelos computarizados y descubrí que luego de la mayoría de los grandes impactos, la Tierra está tan caliente que no hay superficie. Solo hay una profunda capa de gas que se vuelve más densa con la profundidad. La Tierra habría sido como Júpiter. No hay donde pisar. Y eso era solo parte del problema. Yo quería entender todo el problema. No podía abandonar el desafío de descifrar qué sucedía en los grandes impactos. Fueron casi dos años de desechar viejas ideas y crear nuevas, hasta entender los datos y saber qué relación tenían con la Luna.
I discovered a new type of astronomical object. It's not a planet. It's made from planets. A planet is a body whose self-gravity is strong enough to give it its rounded shape. It spins around all together. Make it hotter and spin it faster, the equator gets bigger and bigger until it reaches a tipping point. Push past the tipping point, and the material at the equator spreads into a disk. It's now broken all the rules of being a planet. It can't spin around together anymore, its shape keeps changing as it gets bigger and bigger; the planet has become something new.
Descubrí un nuevo tipo de objeto astronómico. No es un planeta. Está hecho de planetas. Un planeta es un cuerpo cuya propia gravedad es lo suficientemente fuerte para darle su forma redondeada. Gira en su conjunto. Si es más caliente y gira más rápido, el ecuador se hace cada vez más grande hasta que llega a un punto crítico. Al sobrepasar ese punto crítico, el material del ecuador se esparce y forma a un disco. Ahora rompió todas las reglas para ser un planeta. Ya no puede girar en conjunto, su forma sigue cambiando a medida que se agranda, y el planeta se convirtió en algo nuevo.
We gave our discovery its name: synestia. We named it after the goddess Hestia, the Greek goddess of the hearth and home, because we think the Earth became one. The prefix means "all together," to emphasize the connection between all of the material. A synestia is what a planet becomes when heat and spin push it over the limit of a spheroidal shape.
Le dimos un nombre a nuestro descubrimiento: sinestia. Le dimos su nombre por Hestia, diosa griega del corazón y el hogar, porque creemos que la Tierra se convirtió en uno. El prefijo significa "todo junto", para hacer énfasis en la conexión existente en su material. Una sinestia es en lo que se convierte un planeta cuando el calor y su velocidad le hacen perder su forma esferoidal.
Would you like to see a synestia?
¿Quieren ver una sinestia?
(Cheers)
(Vítores)
In this visualization of one of my simulations, the young Earth is already spinning quickly from a previous giant impact. Its shape is deformed, but our planet would be recognizable by the water on its surface. The energy from the impact vaporizes the surface, the water, the atmosphere, and mixes all of the gases together in just a few hours. We discovered that many giant impacts make synestias, but these burning, bright objects don't live very long. They cool down, shrink and turn back into planets. While rocky planets like Earth were growing, they probably turned into synestias one or more times.
En esta visualización de una de mis simulaciones, la joven Tierra ya está girando a gran velocidad como resultado de un gran impacto anterior. Ha perdido su forma, pero nuestro planeta es reconocible por el agua de su superficie. La energía del impacto vaporiza la superficie, el agua y la atmósfera, y mezcla todos los gases en cuestión de horas. Descubrimos que muchos grandes impactos crean sinestias, pero estos objetos ardientes y brillantes no viven mucho tiempo. Se enfrían, se encogen y vuelven a ser planetas. Mientras los planetas rocosos como la Tierra estaban creciendo, probablemente se convirtieron en sinestias una o más veces.
A synestia gives us a new way to solve the problem of the origin of the Moon. We propose that the Moon formed inside a huge, vaporous synestia. The Moon grew from magma rain that condensed out of the rock vapor. The Moon's special connection to Earth is because the Moon formed inside the Earth when Earth was a synestia. The Moon could have orbited inside the synestia for years, hidden from view. The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking inside of its orbit. The synestia turns into planet Earth only after cooling for hundreds of years longer. In our new theory, the giant impact makes a synestia, and the synestia divides into two new bodies, creating our isotopically identical Earth and Moon. Synestias have been created throughout the universe. And we only just realized that by finding them in our imagination: What else am I missing in the world around me? What is hidden from my view by my own assumptions?
Una sinestia nos da una nueva explicación para resolver el problema del origen de la Luna. Proponemos que la Luna se formó dentro de una gran y vaporosa sinestia. La Luna se formó a partir de la lluvia de magma que se condensó por el vapor de la roca. La conexión especial de la Luna con la Tierra es porque la Luna se formó dentro de la Tierra cuando la Tierra era una sinestia. La Luna pudo haber orbitado dentro de la sinestia por años, oculta a la vista. La Luna aparece cuando la sinestia se enfría y se encoge dentro de su órbita. La sinestia se convierte en el planeta Tierra recién después de enfriarse durante cientos de años. En nuestra nueva teoría, el gran impacto forma una sinestia, y la sinestia se divide en dos nuevos cuerpos, creando la Tierra y la Luna isotópicamente idénticas. Las sinestias se formaron en todo el universo. Y recién nos dimos cuenta de eso usando nuestra imaginación. ¿Qué otras cosas me estoy perdiendo del mundo que me rodea? ¿Qué se oculta de mi vista por mis propias suposiciones?
The next time you look at the Moon, remember: the things you think you know may be the opportunity to discover something truly amazing.
La próxima vez que miren a la Luna, recuerden: las cosas que creen saber pueden ser la oportunidad de descubrir algo verdaderamente increíble.
(Applause)
(Aplausos)