A procura pela matéria escura -- e o que encontramos até agora
-
0:01 - 0:03Vocês já pensaram sobre o que aconteceria
-
0:03 - 0:06se o mundo fosse um pouquinho diferente?
-
0:06 - 0:07Como suas vidas seriam distintas
-
0:07 - 0:10se tivessem nascido daqui a 5 mil anos
-
0:10 - 0:11em vez de hoje?
-
0:12 - 0:13Como a história seria alterada
-
0:13 - 0:16se os continentes estivessem
em latitudes diferentes -
0:16 - 0:20ou como a vida no Sistema Solar
teria se desenvolvido -
0:20 - 0:22se o Sol fosse 10% maior?
-
0:23 - 0:28Brincar com esse tipo
de possibilidade é meu trabalho, -
0:28 - 0:30mas faço isso com o Universo inteiro.
-
0:31 - 0:34Faço modelos de universos no computador,
-
0:34 - 0:37universos digitais que têm
pontos iniciais diferentes -
0:37 - 0:41e são feitos de diversas quantidades
de tipos distintos de materiais. -
0:41 - 0:45Em seguida, comparo
esses universos ao nosso -
0:45 - 0:48para ver do que é feito e como evoluiu.
-
0:51 - 0:55Esse processo de testar modelos
com medidas do céu -
0:55 - 0:58nos trouxe grandes ensinamentos
sobre nosso Universo até agora. -
0:59 - 1:01Uma das coisas mais estranhas
que descobrimos -
1:01 - 1:03foi que a maior parte
do material do Universo -
1:03 - 1:07é feita de algo totalmente
diferente de vocês e de mim. -
1:09 - 1:11Mas, sem ela,
-
1:12 - 1:15o Universo como conhecemos não existiria.
-
1:17 - 1:21Tudo aquilo que conseguimos
ver com os telescópios -
1:21 - 1:25representa por volta
de 15% da massa total do Universo. -
1:26 - 1:30Todo o resto, ou seja, 85% dele,
-
1:30 - 1:33não emite nem absorve luz.
-
1:34 - 1:36Não podemos enxergar
essa matéria a olho nu, -
1:36 - 1:40ou detectá-la com ondas de rádio,
-
1:40 - 1:42micro-ondas ou qualquer outro tipo de luz.
-
1:43 - 1:45Mas sabemos que ela está lá
-
1:45 - 1:47por causa da sua influência
no que podemos ver. -
1:49 - 1:50É mais ou menos
-
1:50 - 1:53como se quiséssemos mapear
a superfície da Terra -
1:53 - 1:55com tudo o que está sobre ela
-
1:55 - 1:58apenas com o uso desta sua imagem
capturada do espaço durante a noite. -
2:00 - 2:02Temos certas pistas de onde a luz está,
-
2:02 - 2:04mas há muito o que não podemos ver,
-
2:04 - 2:08como pessoas ou até cadeias de montanhas.
-
2:08 - 2:12E precisamos deduzir o que está lá
a partir dessas pistas limitadas. -
2:14 - 2:17Chamamos essa substância
invisível de matéria escura. -
2:18 - 2:21Muitas pessoas ouviram
falar sobre a matéria escura, -
2:21 - 2:23mas, mesmo se vocês já ouviram falar dela,
-
2:23 - 2:26provavelmente é algo que parece abstrato,
-
2:26 - 2:29distante, e talvez até irrelevante.
-
2:31 - 2:33O interessante é que ela
-
2:33 - 2:36está a nossa volta
-
2:36 - 2:39e talvez aqui, mesmo.
-
2:39 - 2:41Inclusive, as partículas de matéria escura
-
2:41 - 2:44provavelmente estão adentrando
seus corpos neste instante, -
2:44 - 2:46enquanto estão sentados nesta sala.
-
2:46 - 2:47Isso porque estamos na Terra,
-
2:47 - 2:49que está girando ao redor do Sol,
-
2:49 - 2:52que por sua vez está se deslocando
através da nossa galáxia -
2:52 - 2:56a aproximadamente 800 mil km/h.
-
2:56 - 2:58Mas a matéria escura
não se choca contra nós; -
2:58 - 2:59ela apenas nos atravessa.
-
3:01 - 3:05Então, como podemos
descobrir mais sobre ela? -
3:05 - 3:06O que ela é,
-
3:06 - 3:09e o que tem a ver com a nossa existência?
-
3:09 - 3:14Para descobrir como passamos a existir,
-
3:14 - 3:18primeiramente precisamos entender
como nossa galáxia nasceu. -
3:18 - 3:22Essa é uma foto da nossa galáxia,
a Via Láctea, hoje. -
3:22 - 3:24Qual era sua aparência
há 10 bilhões de anos, -
3:24 - 3:28ou como ela se parecerá
daqui a 10 bilhões de anos? -
3:29 - 3:30E quanto ao caso
-
3:30 - 3:33das centenas de milhões de outras galáxias
-
3:33 - 3:37que já mapeamos através
de grandes pesquisas do céu? -
3:37 - 3:39Como suas histórias seriam diferentes
-
3:39 - 3:42se o Universo fosse feito de outra coisa,
-
3:42 - 3:45ou se houvesse mais ou menos matéria nele?
-
3:46 - 3:49O fato interessante
sobre esses modelos de universo -
3:49 - 3:52é que eles nos permitem
testar essas possibilidades. -
3:54 - 3:59Vamos voltar ao primeiro
momento do Universo... -
4:00 - 4:04uma pequena fração
de segundo após o Big Bang. -
4:06 - 4:08Nesse primeiro instante
-
4:08 - 4:10não havia nenhum tipo de matéria.
-
4:10 - 4:13O Universo estava
se expandindo bem rapidamente. -
4:13 - 4:16E a mecânica quântica nos diz
-
4:16 - 4:21que matéria é criada e destruída
o tempo todo, a cada instante. -
4:22 - 4:25Nesse momento, o Universo
se expandia tão rapidamente -
4:25 - 4:28que a matéria que se criou
não podia ser destruída. -
4:29 - 4:34Por isso, pensamos que toda a matéria
foi criada nesse instante. -
4:34 - 4:36Tanto a matéria escura
-
4:36 - 4:39quanto a matéria convencional
que forma todos nós. -
4:40 - 4:43Agora, vamos um pouco além,
-
4:43 - 4:45para um momento após a criação da matéria,
-
4:45 - 4:47depois da formação de prótons e nêutrons
-
4:47 - 4:49e do hidrogênio,
-
4:49 - 4:53por volta de 400 mil anos
depois do Big Bang. -
4:53 - 4:58O Universo estava quente,
denso, e bem macio, -
4:58 - 5:00mas não perfeitamente macio.
-
5:00 - 5:05Esta imagem, obtida com um telescópio
espacial sonda Planck, -
5:05 - 5:09nos mostra a temperatura do Universo
em todas as direções. -
5:10 - 5:11E tudo o que vemos
-
5:11 - 5:14é que alguns lugares estavam
um pouco mais quentes -
5:14 - 5:17e densos do que outros.
-
5:17 - 5:19As manchas nessa figura
-
5:19 - 5:24representam os pontos onde havia
mais ou menos massa no Universo inicial. -
5:25 - 5:28Elas cresceram por causa da gravidade.
-
5:30 - 5:34O Universo estava se expandindo
e se tornando menos denso, no geral, -
5:34 - 5:38ao longo dos últimos 13,8 bilhões de anos.
-
5:38 - 5:41Mas a gravidade trabalhou
duro nessas manchas, -
5:41 - 5:43onde havia um pouco mais de massa,
-
5:43 - 5:47e atraiu mais e mais massa
para essas regiões. -
5:47 - 5:50É um pouco difícil imaginar tudo isso,
-
5:50 - 5:53então deixe-me mostrar
sobre o que estou falando. -
5:53 - 5:57Os modelos de computador que mencionei
permitem que testemos essas ideias, -
5:57 - 5:59então observemos um deles.
-
6:00 - 6:03Este filme, que foi feito
pelo meu grupo de pesquisa, -
6:03 - 6:07nos mostra o que aconteceu ao Universo
após seus primeiros momentos. -
6:08 - 6:11Vemos que ele começou bem regular,
-
6:11 - 6:13mas havia algumas regiões
-
6:13 - 6:16com um pouco mais de material.
-
6:16 - 6:19A gravidade se ativou e trouxe
cada vez mais massa -
6:19 - 6:23para aquelas manchas que começaram
com um pouquinho a mais. -
6:24 - 6:26Com o tempo,
-
6:26 - 6:28há substância suficiente em um local
-
6:28 - 6:30para que o gás hidrogênio,
-
6:30 - 6:33que inicialmente estava
bem misturado com a matéria escura, -
6:33 - 6:35começasse a se separar dela,
-
6:35 - 6:37se resfriar, formar estrelas...
-
6:37 - 6:40então, temos uma pequena galáxia.
-
6:40 - 6:43Com o tempo, depois de bilhões
e bilhões de anos, -
6:43 - 6:45essas pequenas galáxias se chocam,
-
6:45 - 6:48se fundem e crescem
para se tornarem galáxias maiores, -
6:48 - 6:51como nossa galáxia, a Via Láctea.
-
6:52 - 6:55E o que acontece sem a matéria escura?
-
6:56 - 6:58Sem sua presença,
-
6:58 - 7:01essas manchas nunca
se tornam compactadas o suficiente. -
7:02 - 7:07Acontece que é necessário pelo menos
1 milhão de vezes a massa do Sol -
7:07 - 7:09em uma região densa
-
7:09 - 7:11antes que se possa
começar a formar estrelas. -
7:11 - 7:13E, sem a matéria escura,
-
7:13 - 7:17nunca haverá material
suficiente em um só lugar. -
7:17 - 7:21Aqui observamos
dois universos, lado a lado. -
7:21 - 7:24Em um deles, podemos ver
-
7:24 - 7:27que as coisas ficam
rapidamente desordenadas. -
7:27 - 7:28Nesse universo
-
7:28 - 7:31é realmente fácil formar galáxias.
-
7:31 - 7:33No outro,
-
7:33 - 7:35os corpos que começam
como pequenos amontoados -
7:36 - 7:37mantêm-se realmente pequenos.
-
7:37 - 7:40Não acontece muita coisa.
-
7:40 - 7:43Nesse universo, não seria possível
ter uma galáxia como a nossa, -
7:43 - 7:45ou como qualquer outra.
-
7:45 - 7:46Não teríamos a Via Láctea,
-
7:46 - 7:48o Sol,
-
7:48 - 7:50ou mesmo nós;
-
7:50 - 7:53simplesmente não poderíamos
existir naquele universo. -
7:55 - 7:58Tá, essa coisa louca, a matéria escura,
-
7:58 - 8:00compreende a maioria da massa do Universo,
-
8:00 - 8:03está nos atravessando agora,
e não estaríamos aqui sem ela. -
8:03 - 8:04O que ela é?
-
8:06 - 8:07Não temos ideia.
-
8:07 - 8:08(Risos)
-
8:09 - 8:12Temos várias conjecturas
-
8:12 - 8:16e muitas ideias sobre como desvendar mais.
-
8:16 - 8:20A maior parte dos físicos pensa
que a matéria escura é uma partícula, -
8:20 - 8:23em grande parte similar
às partículas subatômicas que conhecemos, -
8:23 - 8:26como prótons, nêutrons e elétrons.
-
8:26 - 8:28Seja como for,
-
8:28 - 8:31ela se comporta de maneira
muito parecida em relação à gravidade. -
8:32 - 8:36Mas ela não emite ou absorve luz,
-
8:36 - 8:38e atravessa diretamente
a matéria convencional, -
8:38 - 8:39como se ela nem estivesse lá.
-
8:40 - 8:43Gostaríamos de saber qual partícula ela é.
-
8:43 - 8:45Por exemplo: qual o peso dela?
-
8:45 - 8:50Ou: acontece alguma coisa
quando ela interage com a matéria normal? -
8:50 - 8:53Físicos têm várias ideias ótimas
sobre o que ela pode ser, -
8:53 - 8:55eles são bem criativos.
-
8:55 - 8:57Mas é bem difícil,
-
8:57 - 9:01porque essas ideias abrangem
uma variedade de coisas. -
9:01 - 9:04Ela poderia ser tão pequena
quanto as menores partículas subatômicas, -
9:04 - 9:08ou tão grande quanto a massa de 100 Sóis.
-
9:09 - 9:13Então, como descobrimos o que ela é?
-
9:13 - 9:14Bem, físicos e astrônomos
-
9:14 - 9:18têm várias maneiras
de procurar pela matéria escura. -
9:18 - 9:22Uma das coisas que estamos fazendo
é construir detectores sensíveis -
9:22 - 9:25em minas subterrâneas profundas,
-
9:25 - 9:28esperando pela possibilidade
-
9:28 - 9:32de uma partícula de matéria escura,
que atravessa diretamente a nós e a Terra, -
9:32 - 9:34se chocar contra um material mais denso
-
9:34 - 9:37e deixar para trás algum tipo
de traço de sua passagem. -
9:38 - 9:41Estamos procurando
pela matéria escura no céu, -
9:41 - 9:43pela possibilidade de que suas partículas
-
9:43 - 9:45se choquem
-
9:45 - 9:48e criem uma luz de alta energia
que poderíamos ver -
9:48 - 9:51com telescópios especiais de raios-gama.
-
9:51 - 9:54Estamos até tentando produzir
matéria escura aqui mesmo, na Terra, -
9:54 - 9:59ao chocar partículas entre si
e observar o que acontece, -
9:59 - 10:02com o acelerador de partículas
Large Hadron Collider, na Suíça. -
10:03 - 10:05Bem, até agora,
-
10:05 - 10:09todos esses experimentos
nos ensinaram bastante -
10:09 - 10:10sobre o que a matéria escura não é,
-
10:10 - 10:11(Risos)
-
10:11 - 10:13mas ainda não sobre o que ela é.
-
10:14 - 10:17Havia muitas ideias ótimas
sobre o que ela poderia ser -
10:17 - 10:19que esses experimentos teriam mostrado.
-
10:19 - 10:21E eles ainda não mostraram,
-
10:21 - 10:23então temos que continuar
procurando e quebrando a cabeça. -
10:25 - 10:30Outra maneira de obter uma pista
sobre o que é a matéria escura -
10:30 - 10:33é pelo estudo das galáxias.
-
10:33 - 10:38Já falamos sobre como nossa galáxia
e muitas outras nem estariam aqui hoje -
10:38 - 10:39sem a matéria escura.
-
10:40 - 10:42Esses modelos também fazem predições
-
10:42 - 10:44para muitas outras coisas sobre galáxias:
-
10:44 - 10:46como elas são distribuídas no Universo,
-
10:46 - 10:47como se movem,
-
10:47 - 10:49e como evoluem com o tempo.
-
10:49 - 10:54E podemos testar essas predições
através de observações do céu. -
10:54 - 10:57Então, deixe-me dar dois exemplos
-
10:57 - 11:00desse tipo de medição
que conseguimos fazer com elas. -
11:01 - 11:06Primeiramente, é possível construir
mapas do Universo com as galáxias. -
11:06 - 11:09Faço parte de uma pesquisa
chamada Dark Energy Survey, -
11:09 - 11:12que fez o maior mapa do Universo até hoje.
-
11:13 - 11:19Medimos as posições e as formas
de 100 milhões de galáxias, -
11:19 - 11:21mais de um oitavo do céu.
-
11:22 - 11:28E esse mapa está nos mostrando
toda a matéria nessa região do céu, -
11:28 - 11:34que é inferida pela luz distorcida
dessas 100 milhões de galáxias, -
11:35 - 11:38luz de toda a matéria
-
11:38 - 11:41que estava entre essas galáxias e nós.
-
11:42 - 11:47A gravidade da matéria é forte
o suficiente para curvar o caminho da luz, -
11:47 - 11:51e isso nos dá essa imagem.
-
11:52 - 11:54Esse tipo de mapa
-
11:54 - 11:57pode nos contar sobre a quantidade
de matéria escura que existe, -
11:57 - 11:59e também nos dizer onde ela está
-
11:59 - 12:01e como ela muda com o tempo.
-
12:03 - 12:07Estamos tentando aprender
do que é feito o Universo -
12:07 - 12:09nas escalas mais grandiosas possíveis.
-
12:09 - 12:14Acontece que as menores
galáxias no universo -
12:14 - 12:17fornecem algumas das melhores pistas.
-
12:17 - 12:18Por que isso acontece?
-
12:19 - 12:23Aqui estão dois exemplos
de simulação de universos -
12:23 - 12:25com dois tipos diferentes
de matéria escura. -
12:25 - 12:28Ambas as figuras mostram uma região
-
12:28 - 12:31ao redor de uma galáxia
parecida com a Via Láctea. -
12:31 - 12:34E podemos ver que há
muitos outros materiais em volta dela, -
12:34 - 12:35pequeninos aglomerados.
-
12:35 - 12:38Na imagem à direita,
-
12:38 - 12:43as partículas de matéria escura se movem
mais devagar do que na figura esquerda. -
12:43 - 12:46Se essas partículas
estiverem se movendo muito rápido, -
12:46 - 12:49então a gravidade nos pequenos
amontoados não é forte o suficiente -
12:49 - 12:51para retardar tais partículas.
-
12:51 - 12:52Assim, elas continuam indo,
-
12:52 - 12:55e nunca colapsam
contra os pequenos aglomerados. -
12:55 - 13:00Então, acabamos com uma menor
quantidade delas no universo da direita. -
13:00 - 13:02Sem esses pequenos aglomerados,
-
13:02 - 13:04há menor quantidade de galáxias pequenas.
-
13:06 - 13:08Se observarmos o céu ao sul,
-
13:08 - 13:11conseguimos enxergar
duas dessas pequenas galáxias, -
13:11 - 13:15as maiores desse tipo
que orbitam a Via Láctea: -
13:15 - 13:18a Grande Nuvem de Magalhães
e a Pequena Nuvem de Magalhães. -
13:19 - 13:20Nos últimos anos,
-
13:20 - 13:24detectamos um número bem maior
de galáxias ainda menores. -
13:24 - 13:25Esse é o exemplo de uma delas,
-
13:25 - 13:28que detectamos com a mesma pesquisa
sobre matéria escura -
13:28 - 13:32que usamos para fazer mapas do Universo.
-
13:32 - 13:34São galáxias realmente pequenas,
-
13:34 - 13:36algumas extremamente diminutas.
-
13:36 - 13:39Algumas têm centenas
de estrelas, poucas delas -
13:39 - 13:43comparadas às centenas de bilhões
de estrelas da nossa Via Láctea. -
13:43 - 13:46Então, isso as torna
bem mais difíceis de se encontrar. -
13:46 - 13:48Mas, na última década,
-
13:48 - 13:51na verdade, encontramos várias delas.
-
13:51 - 13:53Hoje, conhecemos
60 dessas pequeninas galáxias -
13:53 - 13:56orbitando a Via Láctea.
-
13:56 - 14:00E essas "companheirinhas" são
uma grande pista para a matéria escura, -
14:01 - 14:05pois a própria existência delas nos mostra
-
14:05 - 14:07que ela não pode
estar se movendo tão rápido, -
14:08 - 14:11e que não acontece algo extraordinário
quando ela se encontra com matéria normal. -
14:13 - 14:14Durante os próximos anos,
-
14:14 - 14:18faremos mapas muito mais precisos do céu.
-
14:19 - 14:22Eles nos ajudarão a refinar nossos filmes
-
14:22 - 14:25de todo o Universo e da galáxia inteira.
-
14:26 - 14:30Os físicos também estão fazendo
experimentos novos e mais sensíveis -
14:30 - 14:34para tentar capturar algum sinal
de matéria escura em seus laboratórios. -
14:35 - 14:38Essa matéria ainda é um grande mistério.
-
14:38 - 14:42Mas esse é um momento muito empolgante
para se trabalhar com isso. -
14:43 - 14:45Temos claras evidências de sua existência.
-
14:45 - 14:48E isso vai da escala das menores galáxias
-
14:48 - 14:50até a escala do Universo inteiro.
-
14:51 - 14:55Nós de fato a encontraremos
e descobriremos o que ela é? -
14:57 - 14:58Eu não tenho ideia.
-
14:58 - 15:01Mas será bem divertido descobrir.
-
15:01 - 15:04Temos muitas possibilidades de descoberta,
-
15:04 - 15:07e definitivamente aprenderemos mais
sobre o que ela está fazendo -
15:07 - 15:09e sobre o que não está.
-
15:10 - 15:13Independentemente de encontrarmos
essa partícula em breve, -
15:13 - 15:15espero tê-los convencido
-
15:15 - 15:19de que esse mistério está
muito mais próximo do que parece. -
15:19 - 15:20A procura pela matéria escura
-
15:20 - 15:24pode ser a grande chave
para toda uma nova compreensão da física -
15:24 - 15:25e do nosso lugar no Universo.
-
15:26 - 15:27Obrigada.
-
15:27 - 15:30(Aplausos)
- Title:
- A procura pela matéria escura -- e o que encontramos até agora
- Speaker:
- Risa Wechsler
- Description:
-
Aproximadamente 85% da massa do Universo é "matéria escura" -- um material misterioso que não pode ser observado diretamente, mas tem imensa influência no Cosmos. O que exatamente é essa substância estranha, e o que ela tem a ver com a nossa existência? A astrofísica Risa Wechsler explora por que a matéria escura pode ser a chave para entendermos como o Universo é formado -- e compartilha como físicos em laboratórios de todo o mundo estão inventando maneiras criativas de estudá-la.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 15:43
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Raissa Mendes edited Portuguese, Brazilian subtitles for The search for dark matter -- and what we've found so far | ||
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