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: Muito obrigado por sua presença. Acho que seu avião aterrissou há duas horas em Vancouver. É um prazer tê-lo aqui. Então, explique para nós como se passa
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.
de uma equação de Einstein para um buraco negro? Sheperd Doeleman: Há mais de 100 anos, Einstein criou a 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 ao redor dele. Podemos colocar matéria suficiente em uma região pequena o bastante que perfura o espaço-tempo, e nem a luz consegue escapar. A força da gravidade mantém até 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: Antes disso, então, a Terra se move ao redor do Sol não porque o Sol atrai a Terra como nós pensamos, mas isso literalmente mudou a forma do espaço então nós meio que caímos ao redor 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: Exato, a geometria do espaço-tempo diz à Terra como se mover ao redor do Sol. Estamos quase vendo um buraco negro perfurar o espaço-tempo e, quando ele entra muito profundamente, há um momento 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. Esta não é uma imagem, é uma simulação computadorizada do que sempre considerávamos ser o horizonte de eventos em torno 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 a semana passada, não tínhamos ideia de como seria um buraco negro. O melhor que pudemos fazer foram simulações como esta em supercomputadores, mas, mesmo aqui, vemos esse anel de luz, que é a órbita dos fótons, onde eles se movem ao redor do buraco negro. Em torno disso, temos um gás quente que é atraído para o buraco negro, que é quente por causa da fricção. Todo o gás tenta ficar em um volume muito pequeno e, 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 alguns anos, você embarcou nessa missão para tentar obter uma imagem de um desses buracos. Suponho que você tenha se concentrado naquela galáxia. Fale-nos sobre ela.
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, a 55 milhões de anos-luz de distância,
CA: Fifty-five million.
o que é uma longa distância.
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.
Em seu centro, há um buraco negro com 6,5 bilhões de massa solar. É difícil imaginarmos isso, não é? Seis e meio bilhões de sóis comprimidos em um único ponto. Está governando uma certa dinâmica do centro dessa 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 enorme, por estar tão distante, é incrivelmente difícil, na verdade, sonhar em obter uma imagem disso. A resolução necessária seria incrível. SD: Os buracos negros são os menores objetos conhecidos do Universo,
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.
mas têm efeitos externos sobre galáxias inteiras. Para ver um, é preciso construir um telescópio do tamanho da Terra, porque o buraco negro que vemos emite ondas de rádio abundantes o tempo todo. CA: Foi isso o que vocês fizeram.
CA: And that's exactly what you did.
SD: Exato, usamos telescópios ao redor de todo o planeta,
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.
nós os sincronizamos perfeitamente com relógios atômicos, para receberem as ondas de luz desse buraco negro. Depois juntamos todos os dados para criar 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 que estar favorável em todos os lugares, ao mesmo tempo, para conseguirmos uma visão clara. SD: Tivemos que ter sorte, em vários aspectos.
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.
Às vezes, é melhor ter sorte do que ser bom. Neste caso, gosto de pensar que conseguimos ambos. Mas a luz tinha que vir do buraco negro. Tinha que vir pelo espaço intergalático, passar pela atmosfera terrestre, onde o vapor de água pode absorvê-la, e tudo funcionou perfeitamente. O tamanho da Terra, naquele comprimento de onda de luz de 1 mm, foi o correto para captar aquele buraco negro a 55 milhões de anos-luz de distância. O Universo estava nos dizendo 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: Vocês começaram a capturar quantidades enormes de dados. Aqui está a metade dos dados de apenas 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, este é um membro de nossa equipe, Lindy Blackburn, que tem metade dos dados gravados no Grande Telescópio Milimétrico, situado no alto de uma montanha a 4640 m, no México. Aí ele tem cerca de meio petabyte, o que, para que possamos compreender, equivale aproximadamente a uma coleção de "selfies" da vida de 5 mil 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. Tudo teve que ser transportado, não pôde ser enviado pela internet. Foi levado a um local, e começou o enorme esforço computacional para tentar analisar esses dados. Vocês não sabiam realmente o que conseguiriam extrair de tudo isso. SD: A técnica que usamos funciona assim:
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.
imagine pegar um espelho óptico, esmagá-lo e pôr os estilhaços em locais diferentes. O modo como um espelho normal funciona é pela reflexão de raios de luz da superfície perfeita, que se concentram em um certo ponto ao mesmo tempo. Pegamos todos esses registros e, com a precisão de um relógio atômico, nós os alinhamos perfeitamente, mais tarde, em um supercomputador, e recriamos uma espécie de lente do tamanho da Terra. A única maneira de fazer isso é trazendo os dados por avião. Não dá para superar 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, há algumas semanas ou há alguns meses, na tela de um computador, em algum lugar, esse momento começou a ser visível. SD: Bem, levou muito tempo.
SD: Well, it took a long time.
CA: I mean, look at this. That was it. That was the first image.
CA: Vejam só isto. Foi essa. Essa foi a primeira imagem.
(Applause)
(Aplausos)
So tell us what we're really looking at there.
Diga o que estamos realmente vendo lá.
SD: I still love it.
SD: Ainda adoro isso.
(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.
Estamos vendo a última órbita de fótons, a geometria exposta de Einstein. A perfuração no espaço-tempo é tão profunda que a luz orbita ao redor, de modo que a luz atrás do buraco negro, que veremos em breve, se move ao redor e chega até nós em linhas paralelas exatamente naquela órbita. Acontece que essa órbita é a raiz quadrada de 27 multiplicada por apenas 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: No início, quando eu pensava em buracos negros, achava que, no horizonte de eventos, havia muita matéria e luz girando ao redor daquela forma. Mas, na verdade, é muito mais complexo do que isso. Explique para nós esta 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 um pouco de luz por trás do buraco negro, e um pouco dela dá uma volta completa ao redor da órbita do buraco negro. Mas, quando há luz suficiente de todo o gás aquecido que gira ao redor do buraco negro, acabamos vendo todos esses raios de luz que se juntam na tela e representam o lugar onde estamos agora. Depois vemos a definição desse 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, isso é incrível. Fale mais sobre o que estamos vendo aqui. Primeiro, por que uma parte brilha mais do que o restante?
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 buraco negro está girando, e parte do gás acaba se movendo em nossa direção, abaixo, e se afastando de nós, no alto. Assim como o apito do trem tem um som mais agudo quando se aproxima de nós, há mais energia no gás que vem em nossa direção do que no que se afasta de nós. Vemos a parte inferior mais brilhante porque a luz está, na verdade, sendo impulsionada em nossa direção.
CA: And how physically big is that?
CA: Fisicamente, qual é o tamanho disso?
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: Nosso sistema solar completo caberia bem dentro daquela região escura. E se me permite, essa região escura é a assinatura do horizonte de eventos. Não vemos luz lá porque a que chegaria até nós daquele lugar foi engolida pelo horizonte de eventos. Então, é isso.
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: Quando pensamos em um buraco negro, vêm à mente raios enormes saindo dele, que vêm em nossa direção. Por 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: Esse é um buraco negro muito poderoso, não pelos padrões universais, mas ainda é poderoso. Dos polos norte e sul desse buraco negro, acreditamos que saem jatos. Estamos perto demais para ver toda a estrutura do jato, mas é a base desses jatos que ilumina o espaço-tempo. Isso é o que está sendo curvado ao redor 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 girando ao redor dessa coisa de alguma forma,
SD: First, I would give anything to be in that spaceship.
quanto tempo levaríamos para dar a volta?
(Laughter)
SD: Em primeiro lugar, eu daria tudo para estar nessa nave.
(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.
Me inscreva. Se eu puder divagar um pouco, há uma coisa chamada órbita circular estável mais interna, que é a mais interna na qual a matéria pode se mover ao redor de um buraco negro, antes de entrar na espiral. Para esse buraco negro, será entre três dias a cerca de 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 muito poderoso, mas estranhamente lento em certo nível. Nem mesmo notaríamos se estivéssemos lá e caíssemos nesse horizonte de eventos.
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: Você deve ter ouvido falar em "espaguetificação", quando caímos em um buraco negro, e o campo gravitacional nos pés é muito mais forte do que na cabeça, então, somos despedaçados. Esse buraco negro é tão grande que não iremos nos tornar um espaguete. Seremos levados por esse horizonte de eventos.
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 Dorothy foi levada por um tornado, foi parar em Oz. Onde iremos parar se cairmos em um buraco negro?
(Laughter)
(Risos)
SD: Vancouver.
SD: Em Vancouver.
(Laughter)
(Risos)
CA: Oh, my God.
CA: Ah, meu Deus.
(Applause)
(Aplausos)
It's the red circle, that's terrifying. No, really.
É o círculo vermelho, é assustador. SD: Os buracos negros são realmente o mistério central de nossa era,
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.
porque é onde o mundo quântico e o gravitacional se juntam. O que está no interior deles é uma singularidade. É onde todas as forças se unem, porque a gravidade é finalmente forte o bastante para competir com todas as outras forças. Mas está escondido de nós. O Universo o encobriu com o manto supremo da invisibilidade. Assim, 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 menor desses em nossa galáxia. Podemos voltar à nossa bela galáxia? Esta é a Via Láctea, nosso lar. Em algum lugar, no meio, há outro buraco negro, que vocês também estão tentando achar.
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: Já sabemos que está lá e coletamos dados sobre ele, nos quais estamos trabalhando neste momento. Esperamos ter algo em um 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 próximo, mas também é muito menor, talvez de um tamanho semelhante 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: O buraco negro na M87, que vimos anteriormente, tem 6,5 bilhões de massas solares, mas está tão distante que parece de um certo tamanho. O buraco negro no centro de nossa galáxia é mil vezes menor, mas também está mil vezes mais próximo. Por isso, parecem ter a mesma dimensão angular no céu.
CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people. Who are these guys?
CA: Finalmente, um cumprimento a esse grupo extraordinário 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: Estes são apenas alguns membros da equipe. Nós nos maravilhamos com a repercussão desta imagem. Se me dissessem que ela estaria na manchete de todos esses jornais, não sei se teria acreditado, mas ela esteve. Porque esse é um grande mistério, é inspirador para nós, e espero que seja para todos. Mas o mais importante é que esta é apenas parte de nossa equipe. Somos 200 pessoas, em 60 institutos, em 20 países e regiões. Se queremos construir um telescópio global, precisamos de uma equipe global. Esta técnica que usamos de associar telescópios ao redor do mundo evita facilmente alguns dos problemas que nos dividem. Como cientistas, nós nos unimos naturalmente para fazer algo assim.
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 equipe nesta semana. Shep, muito obrigado pelo que fez e por ter vindo até aqui.
SD: Thank you.
SD: Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)