O que podemos aprender com as galáxias muito distantes.

Em um discurso divertido e fascinante, o adolescente Henry Lin olha para algo inesperado no céu: as aglomerações de galáxias distantes. Ao estudar as propriedades das maiores peças do universo - disse o ganhador da Feira Internacional de Ciências da Intel - podemos aprender muito sobre os mistérios científicos do nosso próprio mundo e da galáxia.

Aqui estão algumas imagens de
aglomerações de galáxias.

Eles são exatamente o que parecem.

São esses enormes conjuntos de galáxias,

unidos pela suas gravidades mútuas.

A maioria dos pontinhos
que estão vendo na tela

não são estrelas individuais,

mas coleções de estrelas, ou galáxias.

Agora, ao mostrar algumas dessas imagens,

espero que logo vocês verão

que estes aglomerados de galáxias
são belos objetos,

mas mais do que isso,

acho que eles são misteriosos,

surpreendentes,

e são úteis.

Úteis como os maiores laboratórios
do universo.

E como laboratórios, falar em
aglomerados de galáxias

é falar dos experimentos

que podem ser feitos com eles.

Acredito que existem quatro tipos principais,

e o primeiro que vou descrever

será explorando as coisas muito grandes.

E o quanto são grandes?

Aqui está uma imagem de
um aglomerado específico.

É tão imenso que a luz
que passa através dele

se dobra e é distorcida

pela gravidade extrema deste aglomerado.

De fato, se olharem atentamente

podem ver anéis em volta.

Para falar de números,

este aglomerado específico

tem uma massa de mais de
um milhão de bilhão de sóis.

A magnitude destes sistemas
é extraordinária.

Mas mais do que a sua massa,

existe uma característica adicional.

São basicamente sistemas isolados,

e se quisermos, podemos pensar neles

como versões em escala reduzida
de todo o universo.

E muitas das questões que temos

sobre o universo em grandes escalas,

por exemplo, como funciona a gravidade?

podem ser respondidas por meio do estudo
destes sistemas.

Essas foram as "coisas muito grandes".

A segunda coisa é o forte calor.

Se eu pegar uma imagem
de um aglomerado de galáxias,

e tirar toda a luz das estrelas,

o que fica é esta grande mancha azulada.

Isto está em falsa cor.

Na verdade, o que estamos vendo
é luz de raio-x.

Mas a pergunta é, se não são as galáxias,

o que está emitindo essa luz?

A resposta é gás quente,

a um milhão de graus -

que na verdade, é plasma.

A razão porque é tão quente

nos leva de volta ao slide anterior.

A gravidade extrema destes sistemas

acelera as partículas de gás
em altas velocidades,

e altas velocidades significam
altas temperaturas.

Esta é a ideia principal,

mas a ciência é apenas um esboço.

Existem muitas propriedades básicas
sobre este plasma

que ainda nos confundem,

ainda nos intrigam

e ainda desafiam a nossa compreensão

da física do calor alto.

A terceira coisa é explorar
as coisas pequenas.

Para explicar isso eu preciso contar

um fato muito preocupante.

A maior parte da matéria do universo

não é feita de átomos.

Vocês foram enganados.

A maior parte é constituída por algo
muito misterioso,

que chamamos de matéria escura.

A matéria escura é algo que
não gosta muito de interagir,

exceto por meio da gravidade,

e é claro que gostaríamos de
aprender mais sobre isso.

Se você é um físico de partículas,

você quer saber o que acontece
quando chocamos coisas juntas.

Matéria escura não é uma exceção.

Bem, como é que fazemos isso?

Para responder essa pergunta,

vou ter que fazer mais uma,

que é, o que acontece quando
aglomerados de galáxias colidem?

Aqui está uma imagem.

Como os aglomerados de galáxias são peças

representativas do universo,
versões reduzidas,

eles são feitos principalmente
de matéria escura,

e é isso que vocês estão vendo
neste roxo azulado.

O vermelho representa gás quente,

e obviamente, podem ver muitas galáxias.

Isto é um acelerador de partículas

numa escala enorme, imensa.

E isto é muito importante,

porque significa que os minúsculos efeitos

que dificilmente são detectados
no laboratório,

podem ser combinados

em algo que podemos observar
na natureza.

Então, é engraçado.

A razão pelo qual os aglomerados
de galáxias

nos ensinam sobre a matéria escura,

e a razão pelo qual os aglomerados

nos ensinam sobre a física
das coisas muito pequenas,

é justamente porque são muito grandes.

Quarta coisa: a física do muito estranho.

É claro, o que eu disse
até agora parece loucura.

Mas, se tem algo mais estranho,

acredito que seja a energia escura.

Se eu jogar uma bola para cima,

eu presumo que vai subir.

O que não espero é que suba

numa velocidade crescente.

Da mesma forma,
os cosmólogos entendem porque

o universo está em expansão.

Mas eles não entendem
porque está se expandindo

a uma velocidade cada vez maior.

Eles dão um nome para a origem

dessa expansão acelerada,

e eles chamam isso de energia escura.

E, mais uma vez,
queremos aprender mais sobre isso.

Uma pergunta que temos é,

como é que a energia escura
afeta o universo

nas escalas maiores?

Dependendo da sua força,

talvez a estrutura se forma
com maior ou menor rapidez.

O problema da estrutura em
grande escala do universo

é que é terrivelmente complicado.

Aqui está uma simulação por computador.

E precisamos de uma forma de simplificar isso.

Eu gosto de pensar nisto
usando uma analogia.

Para entender como o Titanic afundou,

a coisa mais importante

não seria reunir as pequenas posições

de cada pedacinho do barco
que se rompeu.

A coisa mais importante

seria rastrear as duas partes maiores.

Da mesma forma, eu posso aprender muito
sobre o universo

nas suas escalas maiores

rastreando suas partes maiores,

e essas peças maiores são
os aglomerados de galáxias.

Então, como estou concluindo,

talvez vocês se sintam um pouco enganados.

Afinal de contas, comecei falando

de como os aglomerados de galáxias são úteis

e eu dei algumas das razões,

mas como são mesmo úteis?

Para responder,

quero citar uma frase de Henry Ford

quando perguntaram a ele sobre carros.

E ele tinha isso a dizer:

"Se eu tivesse perguntado às pessoas
o que queriam,

teriam me pedido cavalos mais rápidos."

Hoje, como sociedade, enfrentamos

muitos problemas difíceis.

E as soluções não são óbvias.

Não são cavalos mais rápidos.

Elas exigem uma quantidade enorme

de engenhosidade científica.

Sim, temos de nos focar,

sim, temos de nos concentrar,

mas também precisamos lembrar que

inovação, criatividade, inspiração -

essas coisas chegam

quando ampliamos o nosso campo de visão

quando damos um passo para trás,

quando diminuímos o zoom.

E não conheço uma melhor forma
de fazer isso

do que estudar o universo ao nosso redor.
Obrigado.

(Aplausos)