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 cometer erros. E eu cometi um astronômico. (Risos) Mas tentar descobrir o que fiz de errado levou a uma descoberta que muda completamente a maneira de pensarmos sobre a Terra e a Lua.
I'm a planetary scientist, and my favorite thing to do is smash planets together.
Sou uma cientista planetária, e meu passatempo predileto é esmagar um planeta no outro.
(Laughter)
(Risos)
In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.
No meu laboratório,
consigo atirar em rochas usando canhões como este.
(Cannon shot)
(Tiro de canhão)
(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.
Nos meus experimentos, posso gerar as condições extremas existentes durante a formação de planetas. E, com modelos de computador, posso fundir planetas inteiros para torná-los maiores, 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 entender como criar a Terra e a Lua, e por que a Terra é tão diferente de 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 principal ideia para a origem da Terra e da Lua é a chamada "Teoria do Grande Impacto". Ela afirma que um corpo do tamanho de Marte atingiu a jovem Terra, e a Lua se originou do disco de destroços ao redor do planeta. A teoria consegue explicar muitas coisas sobre a Lua, mas tem uma falha enorme: ela supõe que a Lua é feita principalmente daquele planeta do tamanho de Marte, e que a Terra e a Lua são feitas de materiais diferentes. Mas não é isso o que se vê. Na verdade, a Terra e a Lua são como gêmeas idênticas. O código genético dos planetas é escrito nos isótopos dos elementos. E a Terra e a Lua possuem 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 o fato de a Terra e a Lua serem gêmeas. Todos os planetas são feitos de materiais diferentes, então todos possuem isótopos diferentes, todos possuem seu próprio código genético. Nenhum outro corpo planetário possui o mesmo relacionamento genético. Apenas a Terra e a Lua são gêmeas.
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, havia cientistas que rejeitavam a ideia toda do grande impacto. Eles não viam como essa teoria pudesse explicar esse relacionamento especial entre a Terra e a Lua. Estávamos todos em busca de novas ideias. O problema era que não havia ideias melhores. Todas as outras ideias tinham falhas ainda maiores. Então, estávamos tentando resgatar a Teoria do Grande 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.
Um jovem cientista do meu grupo sugeriu que tentássemos alterar a velocidade do giro do grande impacto. Fazer a Terra girar mais rápido talvez pudesse misturar mais material e conseguisse explicar a Lua. Escolhemos um corpo de impacto do tamanho de Marte, porque isso poderia fazer a Lua assim como a duração do dia terrestre. As pessoas realmente gostaram dessa parte do modelo. Mas e se outra coisa tiver determinado a duração do dia da Terra? Então, haveria muito mais possíveis grandes impactos que poderiam originar a Lua. Eu fiquei curiosa com o que poderia acontecer, então tentei simular grandes impactos de rotação mais rápida, e descobri que é possível fazer um disco da mesma mistura de materiais como os do planeta. Ficamos bem animados. Talvez esse fosse o jeito 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 era muito provável. Na maioria das vezes, o disco é diferente do planeta, e parecia que fazer nossa lua assim seria uma coincidência astronômica, e foi bem difícil para todos aceitarem a ideia de que a conexão especial da Lua com a Terra era um acidente. A Teoria do Grande Impacto ainda estava na berlinda, e nós ainda estávamos tentando descobrir 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 meu erro. Meu aluno e eu analisávamos os dados desses grandes impactos de rápida rotação. Naquele dia, não estávamos realmente pensando na Lua, estávamos olhando para o planeta. O planeta fica superquente e parcialmente vaporizado com a energia do impacto. Mas os dados não pareciam de um planeta. Era muito estranho. O planeta estava estranhamente conectado ao disco. Tive aquele sentimento de empolgação de quando algo realmente errado pode ser algo realmente 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 suposto que havia um planeta e um disco separado ao seu redor. Calcular o que estava no disco foi como testamos se um impacto poderia dar origem à Lua. Mas não parecia mais assim tão simples. Estávamos cometendo o erro de pensar que um planeta sempre se pareceria com um planeta. Naquele dia, eu sabia que um grande impacto estava fazendo algo completamente novo.
I've had eureka moments. This was not one of them.
Já tive epifanias antes. 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 realmente não sabia o que estava acontecendo. Eu tinha esse objeto estranho na minha frente, e o desafio de tentar entendê-lo. O que fazer quando deparamos o desconhecido? Por onde começar?
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 um planeta deixa de ser um planeta? Brincamos com novas ideias. Tivemos de nos livrar do nosso jeito antigo de pensar e brincando, eu poderia jogar fora todos os dados, todas as regras do mundo real, e deixar minha mente livre para explorar. E, ao criar um espaço mental onde eu pudesse experimentar ideias absurdas para depois trazê-las de volta ao mundo real para testá-las, eu poderia aprender. E, brincando, aprendemos demais. Combinei meus experimentos de laboratório com modelos computacionais e descobri que, após a maioria dos grandes impactos, a Terra ficava tão quente que não havia superfície: só uma camada profunda de gás que se adensava cada vez mais com a profundidade. A Terra teria sido como Júpiter. Não havia nada em que se apoiar. E isso era apenas uma parte do problema. Eu queria entender o problema todo. Não podia desistir do desafio de descobrir o que realmente estava acontecendo nos grandes impactos. Levamos quase dois anos para jogar fora as velhas ideias e construir novas, para entendermos os dados e saber o que eles significavam 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 astronômico. Não era um planeta. Era feito de planetas. Um planeta é um corpo cuja autogravidade é forte o suficiente para dar a ele a forma arredondada. E tudo nele gira junto. Se esquentá-lo mais e girá-lo mais rápido, o Equador fica cada vez maior até atingir um ponto de ruptura. Empurre além do ponto de ruptura, e o material no Equador se espalha num disco. Agora todos os requisitos para ser um planeta se desfizeram. Ele não consegue mais girar junto, sua forma continua mudando à medida que fica maior; e o planeta se torna algo novo.
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 à nossa descoberta um nome: sinestia. O mesmo nome da deusa Héstia, a deusa grega do lar e da casa porque achamos que a Terra se tornou uma só. O prefixo significa "tudo junto", para enfatizar a conexão entre o material todo. Sinestia é o que um planeta se torna quando o calor e a rotação forçam o limite de uma forma esferoidal.
Would you like to see a synestia?
Vocês gostariam de ver uma sinestia?
(Cheers)
Plateia: Sim! (Risos)
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.
STS: Nesta visualização de uma das minhas simulações, a jovem Terra já está girando rapidamente após um grande impacto anterior. Sua forma fica deformada, mas conseguimos reconhecer nosso planeta pela água em sua superfície. A energia do impacto vaporiza a superfície, a água, a atmosfera, e mistura todos os gases juntos numa questão de horas. Descobrimos que muitos grandes impactos produzem sinestias, mas esses objetos ardentes e brilhantes não vivem muito tempo. Eles esfriam, encolhem e voltam a ser planetas. Enquanto planetas rochosos como a Terra estavam crescendo, eles provavelmente se transformaram em sinestias uma ou mais vezes.
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 nos dá uma nova maneira de resolver o problema da origem da Lua. Propusemos que a Lua se formou dentro de uma enorme sinestia vaporosa. A Lua cresceu da chuva de magma que se condensou fora do vapor da rocha. A conexão especial da Lua com a Terra é porque a Lua se formou dentro da Terra quando a Terra era uma sinestia. A Lua pode ter orbitado dentro da sinestia por anos, fora de vista. A Lua é revelada pelo resfriamento e encolhimento da sinestia dentro de sua órbita. A sinestia se transforma no planeta Terra somente após resfriar durante centenas de anos. Na nossa nova teoria, o grande impacto gera uma sinestia, e a sinestia se divide em dois novos corpos, criando nossas isotopicamente idênticas Terra e Lua. Sinestias foram geradas em todo o Universo. E só percebemos isso quando as encontramos em nossa imaginação: o que mais me escapa no mundo que me cerca? O que se oculta da minha vista por causa das minhas premissas?
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, lembrem-se: as coisas que vocês julgam saber podem ser a oportunidade de descobrir algo verdadeiramente surpreendente.
(Applause)
(Aplausos)