Chris Anderson: Shep, thank you so much for coming. I think your plane landed literally two hours ago in Vancouver. Such a treat to have you. So, talk us through how do you get from Einstein's equation to a black hole?
Chris Anderson: Shep, muito obrigado por vires aqui. Acho que o teu voo aterrou há duas horas em Vancouver. É um prazer ter-te aqui. Então, explica-nos como é que se passa de uma equação de Einstein para um buraco negro?
Sheperd Doeleman: Over 100 years ago, Einstein came up with this geometric theory of gravity which deforms space-time. So, matter deforms space-time, and then space-time tells matter in turn how to move around it. And you can get enough matter into a small enough region that it punctures space-time, and that even light can't escape, the force of gravity keeps even light inside.
Sheperd Doeleman: Há mais de cem anos, Einstein criou esta teoria geométrica da gravidade que deforma o espaço-tempo. A matéria deforma o espaço-tempo, e o espaço-tempo diz à matéria como se mover em torno dele. Podemos pôr matéria suficiente numa região suficientemente pequena que perfura o espaço-tempo, e nem a luz consegue escapar. A força da gravidade, até mantém a luz no interior.
CA: And so, before that, the reason the Earth moves around the Sun is not because the Sun is pulling the Earth as we think, but it's literally changed the shape of space so that we just sort of fall around the Sun.
CA: E antes disso, a razão de a Terra se mover em torno do Sol não é porque o Sol atraia a Terra como nós pensamos, mas literalmente mudou a forma do espaço de forma a que nós caiamos em volta do Sol.
SD: Exactly, the geometry of space-time tells the Earth how to move around the Sun. You're almost seeing a black hole puncture through space-time, and when it goes so deeply in, then there's a point at which light orbits the black hole.
SD: Sim, a geometria do espaço-tempo diz à Terra como se mover em torno do Sol. Estamos quase a ver um buraco negro a perfurar o espaço-tempo, e quando entra tão profundamente, há uma altura em que a luz orbita o buraco negro.
CA: And so that's, I guess, is what's happening here. This is not an image, this is a computer simulation of what we always thought, like, the event horizon around the black hole.
CA: Então, suponho, é o que acontece aqui. Isto não é uma imagem, é uma simulação de um computador do que sempre pensámos ser o horizonte dos acontecimentos em volta de um buraco negro.
SD: Until last week, we had no idea what a black hole really looked like. The best we could do were simulations like this in supercomputers, but even here you see this ring of light, which is the orbit of photons. That's where photons literally move around the black hole, and around that is this hot gas that's drawn to the black hole, and it's hot because of friction. All this gas is trying to get into a very small volume, so it heats up.
SD: Até à semana passada, não fazíamos ideia de como seria um buraco negro. Quando muito, fazíamos simulações como esta em supercomputadores, mas mesmo aqui, vemos este anel de luz, que é a órbita dos fotões. É onde os fotões se movem em torno do buraco negro, e à volta disso temos este gás quente que é atraído para o buraco negro que é quente por causa da fricção. Todo este gás está a tentar ficar num volume minúsculo, por isso aquece.
CA: A few years ago, you embarked on this mission to try and actually image one of these things. And I guess you took -- you focused on this galaxy way out there. Tell us about this galaxy.
CA: Há uns anos, embarcaste nesta missão, para tentar obter uma imagem de uma destas coisas. E suponho que te focaste naquela galáxia ali. Fala-nos desta galáxia.
SD: This is the galaxy -- we're going to zoom into the galaxy M87, it's 55 million light-years away.
SD: Esta é a galáxia... vamos ampliar a galáxia M87, está a 55 milhões de anos-luz de distância.
CA: Fifty-five million.
CA: 55 milhões!
SD: Which is a long way. And at its heart, there's a six-and-a-half-billion- solar-mass black hole. That's hard for us to really fathom, right? Six and a half billion suns compressed into a single point. And it's governing some of the energetics of the center of this galaxy.
SD: O que é muito longe. E no seu centro, há um buraco negro com 6500 milhões de massa solar. É difícil para nós imaginar isto, não é? Seis mil e quinhentos milhões de sóis comprimidos num único ponto. Está a governar alguma da energética do centro desta galáxia.
CA: But even though that thing is so huge, because it's so far away, to actually dream of getting an image of it, that's incredibly hard. The resolution would be incredible that you need.
CA: Mas apesar de ser tão grande, como está tão longe de nós, é incrivelmente difícil sequer sonhar em obter uma imagem disto. A resolução necessária seria impressionante.
SD: Black holes are the smallest objects in the known universe. But they have these outsize effects on whole galaxies. But to see one, you would need to build a telescope as large as the Earth, because the black hole that we're looking at gives off copious radio waves. It's emitting all the time.
SD: Os buracos negros são os objetos mais pequenos no universo que conhecemos. Mas têm efeitos externos sobre galáxias inteiras. Mas para ver um, é preciso construir um telescópio do tamanho da Terra. Porque o buraco negro que estamos a ver emite abundantes ondas rádio. Está constantemente a emitir. CA: E foi isso que vocês fizeram.
CA: And that's exactly what you did.
SD: Exato. O que vemos aqui
SD: Exactly. What you're seeing here is we used telescopes all around the world, we synchronized them perfectly with atomic clocks, so they received the light waves from this black hole, and then we stitched all of that data together to make an image.
é que usámos telescópios à volta de todo o globo, sincronizámo-los na perfeição com relógios atómicos, para receberem as ondas de luz deste buraco negro. Depois juntámos todas as informações para fazer uma imagem.
CA: To do that the weather had to be right in all of those locations at the same time, so you could actually get a clear view.
CA: Para fazer isso, o tempo tinha de estar favorável em todos o locais, ao mesmo tempo, para poderem ter uma imagem clara.
SD: We had to get lucky in a lot of different ways. And sometimes, it's better to be lucky than good. In this case, we were both, I like to think. But light had to come from the black hole. It had to come through intergalactic space, through the Earth's atmosphere, where water vapor can absorb it, and everything worked out perfectly, the size of the Earth at that wavelength of light, one millimeter wavelength, was just right to resolve that black hole, 55 million light-years away. The universe was telling us what to do.
SD: Tivemos de ter sorte, em vários aspetos. E às vezes, é melhor ter sorte do que ser bom. Neste caso tivemos as duas coisas, gosto de pensar que sim. Mas a luz tinha de vir do buraco negro. Tinha de vir pelo espaço intergaláctico, passar pela atmosfera da Terra, onde o vapor de água a pode absorver, e tudo funcionou na perfeição, o tamanho da Terra, àquele comprimento de onda da luz, um comprimento de onda de 1 mm, foi o correto para captar aquele buraco negro a 55 milhões de anos-luz de distância. O Universo estava a dizer-nos o que fazer.
CA: So you started capturing huge amounts of data. I think this is like half the data from just one telescope.
CA: Então começaram a captar quantidades enormes de dados. Acho que isto é metade dos dados apenas de um telescópio.
SD: Yeah, this is one of the members of our team, Lindy Blackburn, and he's sitting with half the data recorded at the Large Millimeter Telescope, which is atop a 15,000-foot mountain in Mexico. And what he's holding there is about half a petabyte. Which, to put it in terms that we might understand, it's about 5,000 people's lifetime selfie budget.
SD: Sim, é um dos membros da nossa equipa, Lindy Blackburn, e tem com ele metade dos dados recolhidos no Grande Telescópio Milimétrico que está no topo de uma montanha a 4640 metros, no México. O que ele está a segurar é cerca de meio petabyte. o que, posto em termos de podermos compreender, é o correspondente a "selfies" de toda a vida de 5000 pessoas.
(Laughter)
(Risos)
CA: It's a lot of data. So this was all shipped, you couldn't send this over the internet. All this data was shipped to one place and the massive computer effort began to try and analyze it. And you didn't really know what you were going to see coming out of this.
CA: São muitos dados. Tiveram de ser transportados, não podiam ser enviados pela internet. Os dados foram transportados para um local e começou o árduo trabalho informático de os tentar analisar. E vocês não sabiam realmente o que iam conseguir extrair disto tudo.
SD: The way this technique works that we used -- imagine taking an optical mirror and smashing it and putting all the shards in different places. The way a normal mirror works is the light rays bounce off the surface, which is perfect, and they focus in a certain point at the same time. We take all these recordings, and with atomic clock precision we align them perfectly, later in a supercomputer. And we recreate kind of an Earth-sized lens. And the only way to do that is to bring the data back by plane. You can't beat the bandwidth of a 747 filled with hard discs.
SD: A forma como funciona esta técnica que usámos, imagina que pegamos num espelho ótico e o esmagamos, depois pomos todos os estilhaços em locais diferentes. A forma como um espelho normal funciona é refletindo raios de luz da sua superfície, o que é perfeito, e eles concentram-se num certo ponto ao mesmo tempo. Pegamos em todos estes registos e, com a precisão dos relógios atómicos, alinhamo-los todos na perfeição, mais tarde num supercomputador. E recriamos uma espécie de lentes do tamanho da Terra. A única maneira de o fazermos é trazendo os dados de avião. Não dá para bater a banda larga de um 747 cheio de discos rígidos.
(Laughter)
(Risos)
CA: And so, I guess a few weeks or a few months ago, on a computer screen somewhere, this started to come into view. This moment.
CA: Então, suponho que, há umas semanas ou há uns meses, num ecrã algures, isto começou a ser visível. Neste momento.
SD: Well, it took a long time.
SD: Bem, demorou muito tempo.
CA: I mean, look at this. That was it. That was the first image.
CA: Quer dizer, olha para isto. Era assim. Esta foi a primeira imagem.
(Applause)
(Aplausos)
So tell us what we're really looking at there.
Então, diz-nos o que é que estamos a ver aqui.
SD: I still love it.
SD: Eu ainda adoro isto.
(Laughter)
(Risos)
So what you're seeing is that last orbit of photons. You're seeing Einstein's geometry laid bare. The puncture in space-time is so deep that light moves around in orbit, so that light behind the black hole, as I think we'll see soon, moves around and comes to us on these parallel lines at exactly that orbit. It turns out, that orbit is the square root of 27 times just a handful of fundamental constants. It's extraordinary when you think about it.
O que estamos a ver é a última órbita de fotões. Estamos a ver a geometria de Einstein, nua e crua. A perfuração no espaço-tempo é tão profunda que a luz se desloca à sua volta em órbita de forma que a luz atrás do buraco negro que vamos ver em breve, se move à sua volta e chega até nós em linhas paralelas exatamente naquela órbita. Afinal, aquela órbita é apenas a multiplicação da raiz quadrada de 27 por algumas constantes fundamentais É extraordinário quando pensamos nisso.
CA: When ... In my head, initially, when I thought of black holes, I'm thinking that is the event horizon, there's lots of matter and light whirling around in that shape. But it's actually more complicated than that. Well, talk us through this animation, because it's light being lensed around it.
CA: Quando... Na minha cabeça, inicialmente, quando eu pensava em buracos negros, eu pensava que no horizonte de acontecimentos, havia muita matéria e luz a rodopiar em volta dessa forma. Mas é muito mais complexo que isso. Explica-nos nesta animação, em que a luz é desviada pelo buraco negro.
SD: You'll see here that some light from behind it gets lensed, and some light does a loop-the-loop around the entire orbit of the black hole. But when you get enough light from all this hot gas swirling around the black hole, then you wind up seeing all of these light rays come together on this screen, which is a stand-in for where you and I are. And you see the definition of this ring begin to come into shape. And that's what Einstein predicted over 100 years ago.
SD: Aqui vemos alguma luz captada por detrás do buraco negro. e alguma luz faz um anel à volta da órbita do buraco negro. Mas quando há luz suficiente de todo este gás aquecido a rodopiar à volta do buraco negro, aí, acabamos por ver todos estes raios de luz que se juntam no ecrã, que representa o lugar onde estamos agora. E vemos a definição deste anel que começa a ganhar forma. Foi o que Einstein previu há mais de 100 anos.
CA: Yeah, that is amazing. So tell us more about what we're actually looking at here. First of all, why is part of it brighter than the rest?
CA: Sim, isto é fantástico. Fala-nos mais do que estamos a ver aqui. Antes de mais, porque é que uma parte brilha mais que o resto?
SD: So what's happening is that the black hole is spinning. And you wind up with some of the gas moving towards us below and receding from us on the top. And just as the train whistle has a higher pitch when it's coming towards you, there's more energy from the gas coming towards us than going away from us. You see the bottom part brighter because the light is actually being boosted in our direction.
SD: O que está a acontecer é que o buraco negro está a rodar. E parte do gás acaba por se dirigir na nossa direção, em baixo, e afastar-se de nós, no topo. Tal como o apito do comboio tem um som mais agudo quando se aproxima de nós, há mais energia no gás que vem na nossa direção do que no que se afasta de nós. Vemos a parte inferior mais brilhante porque a luz está a vir na nossa direção.
CA: And how physically big is that?
CA: E, fisicamente quão grande é isto?
SD: Our entire solar system would fit well within that dark region. And if I may, that dark region is the signature of the event horizon. The reason we don't see light from there, is that the light that would come to us from that place was swallowed by the event horizon. So that -- that's it.
SD: O nosso sistema solar caberia todo naquela região mais escura. E se me permites, esta região escura é a assinatura do horizonte dos acontecimentos. A razão por que não vemos luz ali, é porque a luz que viria daquele lugar foi engolida pelo horizonte dos acontecimentos. Então, é assim.
CA: And so when we think of a black hole, you think of these huge rays jetting out of it, which are pointed directly in our direction. Why don't we see them?
CA: Então, quando pensas num buraco negro, pensas nestes raios enormes a saírem dele, que vêm na nossa direção. Porque é que não os vemos?
SD: This is a very powerful black hole. Not by universal standards, it's still powerful, and from the north and south poles of this black hole we think that jets are coming. Now, we're too close to really see all the jet structure, but it's the base of those jets that are illuminating the space-time. And that's what's being bent around the black hole.
SD: Este é um buraco negro muito poderoso. Não segundo os padrões universais, mas ainda assim poderoso. Pensamos que estão a sair jatos do polo norte e do polo sul desde buraco negro. Estamos demasiado perto para ver toda a estrutura do gás, mas é a base desses jatos que está a iluminar o espaço-tempo. Tudo isso está a ser dobrado em volta do buraco negro.
CA: And if you were in a spaceship whirling around that thing somehow, how long would it take to actually go around it?
CA: E se estivéssemos numa nave espacial a rodopiar à volta desta coisa de alguma forma, quanto tempo demoraria a dar a volta?
SD: First, I would give anything to be in that spaceship.
SD: Em primeiro lugar, eu daria tudo para estar nessa nave.
(Laughter)
(Risos)
Sign me up. There’s something called the -- if I can get wonky for one moment -- the innermost stable circular orbit, that's the innermost orbit at which matter can move around a black hole before it spirals in. And for this black hole, it's going to be between three days and about a month.
Inscreve-me. Há uma coisa chamada — se eu puder divagar um pouco — a órbita circular estável mais interna. É a órbita mais interna na qual a matéria se pode mover à volta de um buraco negro, antes de entrar na espiral. Para este buraco negro, seriam entre três dias a um mês.
CA: It's so powerful, it's weirdly slow at one level. I mean, you wouldn't even notice falling into that event horizon if you were there.
CA: É tão poderoso, mas estranhamente lento a certo nível. Nem sequer daríamos conta de estar a cair nesse horizonte de acontecimento, se lá estivéssemos.
SD: So you may have heard of "spaghettification," where you fall into a black hole and the gravitational field on your feet is much stronger than on your head, so you're ripped apart. This black hole is so big that you're not going to become a spaghetti noodle. You're just going to drift right through that event horizon.
SD: Podes ter ouvido falar de "esparguetização", quando caímos num buraco negro e a força da gravidade nos pés é muito mais forte que na cabeça, então somos despedaçados. Este buraco negro é tão grande que não nos vamos tornar num pedaço de esparguete. Vamos ser levados para lá do horizonte de acontecimentos.
CA: So, it's like a giant tornado. When Dorothy was whipped by a tornado, she ended up in Oz. Where do you end up if you fall into a black hole?
CA: É como um tornado gigante. Quando a Dorothy foi apanhada por um tornado, foi parar a Oz. Onde é que vamos parar se cairmos num buraco negro?
(Laughter)
(Risos)
SD: Vancouver.
SD: A Vancouver.
(Laughter)
(Risos)
CA: Oh, my God.
CA: Oh, meu Deus.
(Applause)
(Aplausos)
It's the red circle, that's terrifying. No, really.
É o círculo vermelho, é assustador. Não, a sério.
SD: Black holes really are the central mystery of our age, because that's where the quantum world and the gravitational world come together. What's inside is a singularity. And that's where all the forces become unified, because gravity finally is strong enough to compete with all the other forces. But it's hidden from us, the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak. So we don't know what happens in there.
SD: Os buracos negros são mesmo o mistério central da nossa era, porque é onde o mundo quântico e o mundo gravitacional se juntam. O que está no seu interior é uma singularidade. É onde todas as forças se unem, porque a gravidade é finalmente suficientemente forte para competir com todas as outras forças. Mas está escondido de nós, o universo encobriu isso com o supremo manto da invisibilidade. Assim, nós não sabemos o que acontece lá.
CA: So there's a smaller one of these in our own galaxy. Can we go back to our own beautiful galaxy? This is the Milky Way, this is home. And somewhere in the middle of that there's another one, which you're trying to find as well.
CA: Há um destes mais pequeno na nossa galáxia. Podemos voltar atrás, para a nossa bela galáxia? Esta é a Via Láctea, a nossa casa. E algures no centro disto, há outro buraco negro, que também estão a tentar encontrar.
SD: We already know it's there, and we've already taken data on it. And we're working on those data right now. So we hope to have something in the near future, I can't say when.
SD: Nós sabemos que lá está, e já recolhemos dados sobre ele. Estamos a trabalhar nesses dados, de momento. Esperamos ter algo num futuro próximo, não sei dizer quando.
CA: It's way closer but also a lot smaller, maybe the similar kind of size to what we saw?
CA: Está muito mais perto, mas é muito mais pequeno, talvez de um tamanho similar ao que vimos?
SD: Right. So it turns out that the black hole in M87, that we saw before, is six and a half billion solar masses. But it's so far away that it appears a certain size. The black hole in the center of our galaxy is a thousand times less massive, but also a thousand times closer. So it looks the same angular size on the sky.
SD: Certo. O buraco negro na M87, que vimos há bocado, é 6500 milhões de massas solares. Mas está tão distante que parece de um certo tamanho. O buraco negro no centro da nossa galáxia é 1000 vezes mais pequeno, mas está 1000 vezes mais próximo. Por isso, no céu parecem ter a mesma dimensão angular.
CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people. Who are these guys?
CA: E finalmente, um cumprimento para este grupo notável de pessoas. Quem são elas?
SD: So these are only some of the team. We marveled at the resonance that this image has had. If you told me that it would be above the fold in all of these newspapers, I'm not sure I would have believed you, but it was. Because this is a great mystery, and it's inspiring for us, and I hope it's inspiring to everyone. But the more important thing is that this is just a small number of the team. We're 200 people strong with 60 institutes and 20 countries and regions. If you want to build a global telescope you need a global team. And this technique that we use of linking telescopes around the world kind of effortlessly sidesteps some of the issues that divide us. And as scientists, we naturally come together to do something like this.
SD: São apenas alguns membros da equipa. Nós maravilhamo-nos com a repercussão que esta imagem teve. Se me dissessem que isto iria estar nos cabeçalhos destes jornais todos, não sei se teria acreditado, mas esteve. Porque isto é um grande mistério, é inspirador para nós, e espero que seja para toda a gente. Mas o mais importante é que isto é apenas parte da nossa equipa. Somos 200 pessoas, em 60 institutos em 20 países e regiões. Se queremos construir um telescópio global, precisamos de uma equipa global. Esta técnica que nós usámos de ligar telescópios de todo o mundo elimina facilmente alguns dos problemas que nos dividem. E como cientistas, nós unimo-nos naturalmente para este tipo de coisas.
CA: Wow, boy, that's inspiring for our whole team this week. Shep, thank you so much for what you did and for coming here.
CA: Uau, isso é inspirador para toda a nossa equipa, esta semana. Shep, muito obrigado pelo que fizeste e por teres vindo aqui.
SD: Thank you.
SD: Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)