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.
Ninguém gosta de fazer um erro. E eu fiz um erro enorme. Tentar descobrir esse erro, levou-me a uma descoberta que alterou totalmente a forma como pensamos na Terra e na Lua.
I'm a planetary scientist, and my favorite thing to do is smash planets together.
Sou cientista planetária e o que mais gosto de fazer é fazer colidir planetas.
(Laughter)
(Risos)
In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.
No laboratório, posso disparar sobre rochas, usando canhões como este.
(Cannon shot)
(Disparo)
(Laughter)
(Risos)
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.
Nas minhas experiências, posso gerar as condições extremas durante a formação de planetas. Com modelos de computador, posso fazer colidir planetas inteiros para os obrigar aumentar ou posso destruí-los.
(Laughter)
(Risos)
I want to understand how to make the Earth and the Moon and why the Earth is so different from other planets.
Quero perceber como fazer a Terra e a Lua e porque é que a Terra é tão diferente dos outros 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.
A ideia principal para a origem da Terra e da Lua chama-se a "teoria do impacto gigante". Esta teoria afirma que um corpo do tamanho de Marte atingiu a Terra, quando jovem, e a Lua formou-se do disco de destroços em volta do planeta. Esta teoria pode explicar muitas coisas sobre a Lua mas tem uma falha enorme: implica que a Lua é feita sobretudo a partir desse planeta do tamanho de Marte, que a Terra e a Lua são feitas de materiais diferentes. Mas não é isso que vemos. A Terra e a Lua são como gémeas idênticas. O código genético dos planetas está escrito nos isótopos dos elementos. A Terra e a Lua têm isótopos idênticos. Isso significa que a Terra e a Lua são feitas dos mesmos materiais.
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.
É muito estranho que a Terra e a Lua sejam gémeas. Todos os planetas são feitos de materiais diferentes, por isso todos têm diferentes isótopos, todos têm o seu código genético. Nenhum outro corpo planetário tem a mesma relação genética. Só a Terra e a Lua são gémeas.
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.
Quando comecei a trabalhar na origem da Lua, já havia cientistas que queriam rejeitar essa ideia do impacto gigante. Não viam como esta teoria podia explicar a relação especial entre a Terra e a Lua. Estávamos todos a tentar encontrar novas ideias. O problema era que não havia ideias melhores. Todas as outras ideias ainda tinham falhas maiores. Portanto, estávamos a tentar resgatar a teoria do impacto gigante.
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.
Um jovem cientista do meu grupo sugeriu que alterássemos a rotação do impacto gigantesco. Talvez que, se puséssemos a Terra a girar mais depressa pudesse misturar mais materiais e explicar a Lua. Tinha-se escolhido um corpo de impacto do tamanho de Marte porque isso podia ter criado a Lua e criado a duração do dia da Terra. As pessoas gostavam desta parte do modelo. Mas e se fosse outra coisa a determinar a duração do dia da Terra? Assim, poderia ter havido outros impactos gigantes que tivessem criado a Lua. Fiquei curiosa sobre o que poderia ter acontecido, por isso tentei simular impactos gigantes com uma rotação mais rápida e descobri que era possível fazer um disco a partir da mesma mistura de materiais do planeta. Ficámos muito entusiasmados. Talvez fosse essa a forma de explicar a Lua.
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.
O problema é que também descobrimos que isso não seria muito provável. Quase sempre, o disco é diferente do planeta e parecia que fazer a Lua desse modo seria uma coincidência astronómica, e era difícil aceitarmos a ideia de que a ligação especial da Lua com a Terra fosse um acidente. A teoria do impacto gigante continuava ameaçada, e continuámos a tentar perceber como fazer a Lua.
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.
Então, chegou o dia em que percebi o meu erro. Os meus alunos e eu observávamos as informações dos impactos gigantes de rotação rápida. Nesse dia, não estávamos a pensar na Lua, estávamos a observar o planeta. O planeta fica super quente e vaporiza parcialmente com a energia do impacto. Mas os dados não pareciam os de um planeta. Parecia realmente estranho. O planeta estava estranhamente ligado ao disco. Eu tenho uma sensação super excitada quando uma coisa errada poderá ser uma coisa interessante.
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.
Em todos os meus cálculos, eu tinha assumido que havia um planeta com um disco separado à volta. Calculávamos o que havia no disco para testar se um impacto podia criar a Lua. Mas as coisas já não eram tão simples. Estávamos a fazer o erro de pensar que um planeta iria sempre parecer-se com um planeta. Naquele dia, percebi que um impacto gigante tinha feito uma coisa totalmente nova.
I've had eureka moments. This was not one of them.
Já tive momentos de "Eureca!", mas este não foi um deles.
(Laughter)
(Risos)
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?
Eu não percebia o que se estava a passar. Tinha aquele objeto estranho, novo, à minha frente, e o desafio de tentar compreendê-lo. O que é que fazemos quando enfrentamos o desconhecido? Como é que começamos?
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.
Questionamos tudo. O que é um planeta? Quando é que um planeta deixa de ser um planeta? Brincávamos com novas ideias. Tivemos de pôr de lado a nossa velha forma de pensar e, brinca brincando, abandonei todos os dados, todas as regras do mundo real e libertei o meu espírito para poder explorar. Abrindo um espaço mental em que podia tentar ideias extravagantes, e depois trazê-las ao mundo real para as testar, conseguiria aprender. Brinca, brincando, aprendemos muito. Combinei as experiências de laboratório com os modelos de computador e descobri que, depois da maioria dos impactos gigantes, a Terra está tão quente que não há superfície. Há só uma espessa camada de gás cada vez mais densa com a profundidade. A Terra teria sido como Júpiter. Não havia nada onde pôr o pé. E essa era apenas uma parte do problema. Eu queria perceber o problema total. Não podia abandonar o desafio de perceber o que se estava a passar nos impactos gigantes. Demorei quase dois anos a abandonar ideias antigas e a criar ideias novas para compreendermos os dados e perceber o que significam para a Lua.
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.
Descobri um novo tipo de objeto astronómico. Não é um planeta, é feito a partir de planetas. Um planeta é um corpo cuja gravidade própria é suficientemente forte para lhe dar a sua forma redonda. Gira sobre si próprio. Se aquecer e girar mais depressa, o equador torna-se cada vez maior até chegar a um ponto crítico. Passando esse ponto crítico, o material no equador transforma-se num disco, quebrando todas as regras de ser um planeta. Deixa de poder girar. A forma continua a mudar, vai aumentando de tamanho. O planeta passa a ser uma coisa nova.
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.
Demos um nome a esta descoberta: sinestia. Este nome tem origem na deusa Héstia, a deusa grega da lareira e do lar, porque pensamos que foi nisso que a Terra se transformou. O prefixo significa "tudo junto", para sublinhar a ligação entre todos os materiais. A sinestia é aquilo em que um planeta se torna quando o calor e a rotação o levam ao limite duma forma esferoide.
Would you like to see a synestia?
Gostavam de ver uma sinestia?
(Cheers)
(Aplausos)
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.
Nesta visualização de uma das minhas simulações, a jovem Terra já está a girar rapidamente depois de um impacto gigante anterior. Está deformada, mas reconhecemos o nosso planeta pela água à superfície. A energia provocada pelo impacto vaporiza a superfície, a água, a atmosfera, e mistura todos os gases em poucas horas. Descobrimos que muitos impactos gigantes criam sinestias, mas estes objetos brilhantes, a arder, não vivem muito tempo. Arrefecem, encolhem, e voltam a ser planetas. Quando os planetas rochosos, como a Terra, estavam a crescer, provavelmente transformaram-se em sinestias mais do que uma vez.
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?
Uma sinestia dá-nos uma nova forma de resolver o problema da origem da Lua. Propomos que a Lua se formou no interior de uma enorme sinestia vaporosa. A Lua cresceu a partir da chuva de magma que se condensou a partir do vapor rochoso. A ligação especial da Lua com a Terra justifica-se porque a Lua se formou dentro da Terra, quando a Terra era uma sinestia. A Lua poderá ter orbitado dentro da sinestia, durante anos, oculta à vista. A Lua é revelada quando a sinestia arrefece e encolhe dentro da sua órbita. A sinestia transforma-se no planeta Terra, só depois de arrefecer durante centenas de anos. Na nossa nova teoria, o impacto gigante cria uma sinestia e a sinestia divide-se em dois novos corpos, criando a Terra e a Lua idênticas quanto aos isótopos. Têm sido criadas sinestias por todo o universo. Só percebemos isso através da nossa imaginação: que mais me escapa no mundo à minha volta? O que está oculto à minha vista pelos meus pressupostos?
The next time you look at the Moon, remember: the things you think you know may be the opportunity to discover something truly amazing.
Da próxima vez que olharem para a Lua, não se esqueçam: as coisas que julgamos saber podem ser a oportunidade de descobrir qualquer coisa fantástica.
(Applause)
(Aplausos)