Excelente, aí está você.
Você está um pouco atrasado. Ou adiantado.
Possivelmente ambos, difícil manter o controle do tempo.
Devo chamá-lo de "Bri"?
Que lugar é esse? Incrível.
Ei, vamos lá, cara, seja legal. Você deveria ser um físico.
E colocar uma gravata.
Você não é o maquiador.
Nossa, agora entendo por quê você tem aquela bolsa.
-Onde eu estou? -Complicado de explicar.
Uma espécie de nave espacial/ máquina do tempo/piscina.
Cabide opcional. Preciso de 5 minutos do seu tempo,
e quando digo 5 minutos, estou mentindo.
-Eu vou dar uma palestra. -Eu sei, acabei de assisti-la.
É ótima. Mas eu não a dei ainda.
Difícil de explicar, mas eu vi mesmo assim.
Você já viu e achou ótima?
Eu disse ótima? Eu quis dizer péssima.
Precisa de um pouco de ajuda. É por isso que estou aqui.
Eu comprei um presente. Na verdade, peguei.
Mas é a intenção que conta. Não encontrei papel de embrulho.
É o que eu penso que é?
É. A menos que pense que é um chapéu, ou uma banana,
falando nisso, Manchester Uni precisa de uma renovada.
-Isto tem mais de 250 anos. -Uma semana, na verdade.
Peguei no último sábado na hora do chá.
Não, não, não, isso é impossível.
Palavra impertinente, Brian.
Dois pences na caixa da multa, por favor.
O espaço e o tempo. O tempo e o espaço.
Trancadas em um intrincado dançando através dos cosmos,
e se você sabe a melodia... tudo é possível.
Ia fazer uma poesia. Esqueci que você era um físico.
Agarre-se a algo. Provavelmente a sua sanidade. Preparado?
Normalmente, começa a girar.
-Provavelmente é isso. -Cale-se, Brian.
[universowho.org]
Tradução, Revisão e Sincronia: Michael Lemos
A Ciência de DOCTOR WHO.
Não faço ideia do que o Sr. Cox tem reservado para esta noite.
Ele é um enigma. Poderia ser qualquer coisa.
Ele só poderia começar a cantar, pelo que sei.
Também pode ser algo a ver com a ciência.
Pode ser algo a ver com viagens no tempo.
Eu não tenho ideia.
E você vai receber um capacete
para proteger a sua bela cabeça brilhante.
Espero que Brian prove que tudo o que acontece
em Doctor Who poderia realmente acontecer.
Tudo bem, pronto. Desculpe.
É assim que você vai desmoronar minha massa?
Só um cara com uma mochila realmente apertada.
Bem, conhecendo Brian, será alucinante.
Esperamos ir para casa sabendo como fazer uma TARDIS.
Estou realmente ansiosa, ver o que ele tem para nós.
SOMOS TODOS VIAJANTES DO TEMPO, DO NOSSO JEITINHO...
Se eu pudesse pegar a TARDIS emprestada por apenas um dia,
dos lugares que eu poderia viajar pelo espaço e tempo,
eu escolheria aqui em 27 de dezembro de 1860.
Naquele dia, Michael Faraday se encontrava neste palco
e deu a sua Palestra de Natal da Royal Institution
sobre a história química da vela.
Aqui são as notas de aula originais dele,
chamuscadas pela vela acesa que ele usou para iluminá-los
durante as noites de inverno escuras da Londres vitoriana.
Faraday foi um dos maiores cientistas do mundo.
Ele lançou as bases da nossa compreensão moderna
de eletricidade e magnetismo, mas o caminho que ele tomou
através do tempo e espaço para a mudança do mundo era incomum.
Filho de um ferreiro de Yorkshire,
deixou a escola aos 13 anos
para se tornar aprendiz de encadernador.
Um jovem comum, mas alguém que gostava de pensar.
Ele estava curioso sobre o mundo.
Sua vida mudou em 1812, quando ele participou
de uma série de palestras dadas por outro dos grandes fantasmas
científicos que assombram este lugar
em Albemarle Street, em Londres, Humphry Davy,
o professor carismático de química da Royal Institution
e um apaixonado pelo poder e as possibilidades da ciência.
Faraday diligentemente transcreveu
as palestras e as deu a Davy,
que ficou tão impressionado que nomeou o jovem
como seu assistente científico.
O resto, como dizem, é história.
Portanto, este edifício, este auditório, tem um passado
que está indissoluvelmente ligado
com o nosso presente e nosso futuro,
não somente através das grandes descobertas
que moldaram a nossa civilização científica,
mas também através das incontáveis gerações
de crianças e adultos que foram inspirados
por palestras ministradas aqui para explorar a natureza
e, para ecoar Humphry Davy,
encontrar novos mundos para conquistar.
Hoje à noite, eu quero explorar, assim como o Doctor,
se poderíamos um dia conquistar o tempo,
permitindo-me viajar para aquela noite
nesta sala no Natal de 1860.
Isso será para sempre impossível?
As portas para o passado estão bem fechadas?
Bem, este objeto é conhecido como H4.
É um cronometro marítimo construído
há mais de 250 anos atrás por John Harrison.
No momento da sua concepção, este foi o meio portátil
mais preciso de contar o tempo já inventado.
Foi construído para navegar, para mapear o mundo.
Ouçam, ainda funciona.
Conseguem ouvir?
Muito belo.
O tempo, como o Doctor sabe, é a chave para a exploração.
Se você dividir o nosso planeta por linhas de longitude,
marchando de leste a oeste, para cada 15 graus de viagem,
meio-dia, o momento que o sol atinge o seu ponto mais alto
no céu, muda em uma hora.
Então, se você tem um relógio que mantém o tempo perfeito,
sincronizado, vamos dizer, com o meio-dia em Greenwich,
que é aqui, então você pode simplesmente ler sua longitude.
Por exemplo, se saí de Greenwich com o meu H4 e viajei à oeste
no meu navio, então H4 leria 17h, hora de Greenwich,
quando o sol estivesse diretamente sobre minha posição.
Então eu sei que eu estou em 15 vezes 5,
é igual a 75 graus a oeste de Greenwich,
que é mais ou menos na linha aqui
que passa por Nova York.
H4 de Harrison foi o primeiro relógio
que pode manter o tempo quase perfeitamente
pelos rigores de uma viagem oceânica.
Mudou a sorte da Grã-Bretanha,
e mudou a sorte do mundo.
Com a ajuda do desenho deste relógio,
a Terra era sistematicamente explorada e mapeada.
Comércio e turismo não foram mais uma loteria.
Sabíamos, pela primeira vez,
nossa localização sobre a superfície do nosso planeta.
Assim, o tempo pode ser usado
para determinar a nossa posição no espaço.
Mas o espaço e o tempo ainda parecem
como se fossem coisas separadas.
O tempo passa inexoravelmente por diante,
marcado por 250 anos pelo tique-taque incessante do H4.
Este não é o mundo que o Doctor habita.
Ele tem liberdade de movimento através do espaço e do tempo,
e, surpreendentemente, não é o mundo em que vivemos também.
Eu vou mostrar a você que nós também somos quase livres
a vagar através do tempo.
Durante os últimos anos do século 19, os físicos,
e, em especial, Albert Einstein,
foram forçados a reexaminar
nossa imagem intuitiva de espaço e tempo,
e na metade do século 20, o colega de Einstein
e tutor, Hermann Minkowski, foi obrigado a escrever
seu agora famoso obituário pelo simples tic-tac do relógio.
"De agora em diante, o espaço por si só e o tempo, por si só
desapareceram nas meras sombras
e apenas um tipo de mistura dos dois existem por si só".
Estou tentado a dizer, como o Doctor...
Mas eu não vou.
Acabei de fazer.
O que Minkowski queria dizer? Bem, deixe-me desenhar um mapa.
Um mapa como nenhum outro.
É um mapa que contém
a totalidade do universo conhecido.
O nosso passado, o nosso presente e nosso futuro.
Então, esta linha, aqui...
Representa o espaço.
Este ponto representa o nosso lugar no espaço,
aqui, no Royal Institution.
Agora, deixe-me acrescentar tempo ao mapa.
Então, esse é o nosso futuro.
Este é o tempo que ainda está por vir,
e este é o nosso passado.
Agora, o ponto representa o que os físicos chamam de um evento.
É nesta sala de aula, o nosso lugar no espaço,
hoje à noite, o nosso lugar no tempo.
Portanto, este é um estranho tipo de mapa.
É um mapa de tamanho infinito,
e esta linha, espaço, aqui, representa o nossa agora.
O Doctor tem total liberdade de se movimentar em torno
deste mapa na TARDIS.
Ele pode visitar qualquer evento que quiser...
qualquer lugar no espaço, qualquer lugar no tempo.
Agora, nós, naturalmente, não temos essa liberdade,
embora, como veremos, temos mais liberdade do que imaginam.
Deixem-me explicar o que quero dizer
com essa afirmação enigmática.
Vamos viajar de volta para baixo da linha do tempo.
Vamos viajar de volta para, digamos, 1830,
um ponto no passado.
O mesmo lugar, aqui em Albemarle Street, tempo diferente.
Nosso evento é Michael Faraday realizando experimentos
em seu laboratório, a poucos metros de distância de nós aqui.
E preciso de um voluntário para recriar um de seus experimentos,
e, porque eu posso, vou escolher Dallas Campbell.
Onde está o Dallas?
-Obrigado, Dallas. -Obrigado.
Sei que você é um homem da ciência...
-Bem, sim... -E engenharia.
Eu tento, eu tento.
Então, se puxarmos esse experimento...
o que quero que faça é recriar
uma das famosas experiências de Faraday.
Há um pouco de perigo envolvido.
Acho que deve haver. Estou esperando.
O óculos vai te proteger no caso de uma explosão.
Parece bastante Doctor Who.
Parece bastante mesmo, você está certo.
Se trata de uma série de bobinas de arame.
Então, tenho várias bobinas de arame.
E neste polo há uma série de ímãs.
Temos ímãs no interior das bobina de arames.
E para tornar mais televisual, um explosivo, é claro.
Então, o que eu vou fazer é vir para cá.
O que eu vou fazer é pedir-lhe
para mover os ímãs pra dentro e fora pra dos rolos de arame.
Agora, você precisa usar a força certa.
Afaste-se, afaste-se, aqui vamos nós. Preparado?
E é assim que a ciência funciona.
-Usei força demais? -É.
-Anos de prática. -Sim, exatamente.
Certo, aqui vamos nós. Eu não posso fazer isso.
Você pode.
Você está acendendo as luzes.
Continue. Vamos, Dallas.
Uma demonstração espetacular.
Assim, apenas movendo estes ímãs pra dentro e pra fora dos rolos,
Dallas criou eletricidade o suficiente para acender
duas lâmpadas e incendiar a partida elétrica.
Então, o que isso significa?
Bem, a resposta é que a eletricidade e o magnetismo
estão de alguma forma ligados.
Agora, Faraday e seus colegas ficaram intrigados.
Como pode um ímã em movimento,
que parece fisicamente desconectado pelo fio elétrico,
fazer uma corrente elétrica fluir?
Bem, a resposta elegante foi fornecida em 1861,
30 anos após os experimentos de Faraday,
pelo grande físico escocês, James Clerk Maxwell.
Estas...
São as equações de onda de Maxwell.
Agora, o objetivo de Maxwell era descobrir estas equações
trazendo eletricidade e magnetismo juntos
em uma única estrutura.
Elas descrevem o campo elétrico e campos magnéticos.
Este é o campo elétrico aqui
e este é o campo magnético aqui.
Mas descreveram campos se conduzindo
através do espaço como ondas.
As ondas eletromagnéticas.
Por si só, é algo notável, uma descoberta fascinante.
Mas ainda mais notável é a predição das equações de Maxwell
que essas ondas viajam a uma velocidade muito particular.
Agora, a velocidade de entrada como a razão dos pontos fortes
do campo elétrico e das forças magnéticas.
Era algo que ele já tinha visto antes.
Um número já medido em 1676, por um astrônomo chamado Romer.
Tratava-se, magicamente, da velocidade da luz.
Esta é uma enorme descoberta.
Maxwell tinha encontrado uma explicação
para a natureza da própria luz.
A luz é uma onda, campos elétricos e magnéticos,
liberando energia entre eles e impulsionando-se
através do espaço a essa velocidade específica.
Muito bonito. Mas intrigante também,
porque a velocidade da luz aparece nas equações de Maxwell
como uma constante.
É sempre, em unidades modernas,
justamente 299.792.458 metros por segundo.
O ponto crucial é que as equações de Maxwell
não dizem que esta velocidade
é medida em relação à alguma coisa.
Não são medidos em relação a absolutamente nada.
Apenas afirma que a velocidade da luz, de ondas eletrométricas,
é 299.792.458 metros por segundo.
Pessoal!
Apenas tive vontade de dizer isso!
299.792.458 metros por segundo.
Isso é mais estranho do que parece.
Para entender as consequências disto,
vamos voltar para o belo relógio, o H4,
que atualmente reside no Observatório Real de Greenwich.
Está se movendo?
Bem, fácil. Não, não está.
Exceto, é claro, que está se movendo, de certa maneira.
Lembrem-se, a Terra está girando em seu eixo.
Trata-se de 1046 Km/h nesta latitude.
Então, mesmo estando parado, em relação a este auditório,
o relógio também se move a 1046 Km/h
em relação a, digamos, o Doctor em sua TARDIS,
olhando do espaço para a Terra abaixo.
Assim, para o relógio e tudo mais, a velocidade é relativa.
O relógio está parado, em relação a este auditório,
mas de acordo com Maxwell, a luz não joga por essas regras.
Em vez disso, todo mundo vai medir
a velocidade da luz do mesmo jeito.
Este é um conceito profundamente estranho.
É assim que o universo é construído, e tem consequências.
Para explorar isto, preciso de um professor de física,
então eu vou escolher Jim Al-Khalili.
Onde você está, Jim?
Einstein ficou famoso por seus experimentos.
Ele fazia coisas chamadas experiências de pensamento,
e nós vamos recriar um dessas hoje à noite.
Ele também tinha um cabelo muito bom.
Não tão bom quanto o seu, mas ele tinha cabelo muito bom.
Qualquer um com cabelo tem um cabelo bom em relação à mim.
Crio estas piadas antes do Brian.
Eu não me atrevo a comentar.
Você vai me obrigar a fazer algo bobo, não é?
-Por favor, sente-se. -Sim. Certo.
Repare que eu estou no controle disso.
Você está em uma engenhoca com rodas.
E você vai receber um capacete também.
Muito bom.
Para proteger a sua bela cabeça brilhante.
Vamos lá.
Jim vai me ajudar a demonstrar
um dos experimentos mentais mais famosos de Einstein.
Isto irá ilustrar vividamente
as consequências da adoção de Equações de Maxwell,
a constante de velocidade da luz de Maxwell, sério.
Devo explicar o que aconteceu. Isso não é apenas por diversão.
Então, o que Jim tem na cabeça é uma câmera de vídeo.
É por isso que ele está usando esse capacete.
Isso vai nos fazer ver o mundo a partir da perspectiva de Jim,
e, é claro, estamos olhando para Jim,
e vemos o mundo a partir de nossa perspectiva.
O experimento de pensamento do relógio de luz de Einstein
é essencialmente uma ideia muito simples.
Einstein apenas imaginou um relógio feito de dois espelhos
com um feixe de luz saltando entre os espelhos.
Então, Jim pode simular com esta pequena lâmpada,
movendo-a para cima e para baixo.
Então, o relógio de Einstein é essencialmente...
Devo fazer isso agora?
Não é tão poderoso como Dallas...
Então, relógio de luz de Einstein funcionava assim.
Se você subir o feixe de luz...
Então, minhas duas mãos são os espelhos, como podem ver,
assim pode-se construir um relógio com este arranjo.
Essencialmente, um tic, o que seria, como...
Tic...
É como um pêndulo,
o feixe de luz saltando entre os espelhos,
pode-se usar isso pra construir um relógio muito preciso.
Então, Einstein imaginou como esse relógio seria
se estivesse se movendo em relação a nós.
Então, o que vai acontecer é que Jim vai ser movido...
ao longo do palco...
Continue movendo o relógio.
E então podemos diminuir a intensidade da luz,
para que possamos ver como vai ficar
a partir de nossa perspectiva estacionária em relação a Jim.
E nós também temos... Há um visor ali, vocês podem ver.
É a câmera na cabeça de Jim,
então Jim está vendo o relógio exatamente da maneira
que vimos quando estava estacionário, em relação a nós.
O feixe de luz está saltando para cima
e para baixo entre os espelhos.
Mas se você olhar, temos um pouco de efeito vídeo lá
então você pode ver a trilha,
você pode ver que o feixe de luz que vemos está traçando
um padrão triangular através do palco.
Lindo. Obrigado.
-Posso sair? Estou enjoado. -Pode, sim!
-Obrigado, Jim. -Foi um pouco rápido.
Que grande uso desse maravilhoso intelecto.
Mas foi muito bem demonstrado.
O que vimos lá foi, deixe-me esboçar novamente,
a partir de nossa perspectiva, do ponto de vista do público,
é que aqui estão todos aqueles espelhos,
então este é o relógio de luz que Jim estava transportando
mas você viu que a partir de sua perspectiva,
vendo Jim se movendo,
a luz fez uma espécie de caminho triangular
como se saltasse sobre o palco entre os espelhos.
O postulado de Einstein, se quiserem chamar assim,
a sugestão de Einstein implica que a velocidade da luz
é constante para todos os observadores.
Esse caminho é, obviamente, mais longo do que este caminho.
Se estamos todos de acordo sobre a velocidade da luz,
é óbvio que vai demorar mais para a luz
marcar pro relógio em movimento do que para o relógio parado.
Relógios em movimento funcionam lentamente.
Isto é verdade.
O tempo realmente passou a uma taxa diferente para Jim.
Passou em uma diferente taxa para ele
do que para você na plateia, olhando Jim em movimento.
Não há passe de mágica aqui.
Jim realmente é um viajante do tempo.
Nosso tempo é pessoal para nós.
Isto é o que Einstein tinha descoberto.
Não há tal coisa como tempo absoluto.
Por que não percebemos isso na vida cotidiana?
É porque o montante de tempo abrandado pro Jim foi minúsculo,
porque a velocidade que ele viajava era muito pequena
em comparação com a velocidade da luz.
Mas se tivéssemos enviado Jim em um foguete...
Gostaria disso?
-Um foguete? -Voando para o espaço.
Digamos que jogássemos Jim a 99,94 % da velocidade da luz
por cinco anos, de acordo com o relógio dele.
Então dizemos a Jim para virar e voltar.
É preciso mais cinco anos para voltar para a Terra.
Assim, para ele, a viagem levaria dez anos.
Mas pra nós, com nossos relógios sendo mais rápidos que de Jim,
29 anos se passaram.
Jim voltaria em 2042, tendo envelhecido apenas dez anos.
É um efeito real, ele seria um viajante do tempo.
Viagem para o futuro é possível.
De fato, é uma parte intrínseca de como o universo é construído.
Somos todos viajantes do tempo do nosso jeitinho.
Que diabos?
Olá. Pare de olhar.
É um Silence. Se tem que admirar um monstro de gravata borboleta.
-É incrível. -Evitado pelo resto da galáxia.
Eles seriam muito mais populares
se lavassem suas camisas de vez em quando.
Uma forma de vida bípede inteligente.
-Isso é quase impossível. -Não, não desvie o olhar.
Que diabos?
Isso é um Silence. Continue olhando, certo?
Não tenho tempo agora pra ficar apresentando ele.
Quer ver mais alienígenas. Onde podemos ir?
Está se candidatando para o trabalho, então?
-Como meu assistente. -O que isso implica?
Você sabe, ser capturado, morrer de vez em quando.
Os benefícios são obviamente as viagens.
As pessoas da Terra precisam sair mais, Brian.
Abram suas asas, conheçam os vizinhos. Que ano estamos?
Pelo seu cabelo, eu diria anos sessenta.
Parece um esfregão de cabeça para baixo.
A lua é legal, mas qual é, vão passear,
parem de vadiar em torno do seu próprio sistema solar
como um adolescente mal-humorado.
-Que diabos? -Cale-se, Brian.
ONDE ESTÃO TODOS OS ALIENÍGINAS?
Será que estamos sozinhos no universo?
Bem, eu diria que esta é
uma das perguntas mais importantes na ciência moderna.
Em Doctor Who, a resposta é um enfático não.
O universo está cheio de alienígenas,
muitos com tecnologia muito mais avançada do que a nossa.
A ficção científica é repleta de alienígenas,
em parte, penso eu, porque nós desesperadamente
queremos que eles existam.
A alternativa, que estamos sozinhos
em um universo possivelmente infinito
é um conceito assustador.
Mas o que sabemos sobre a possibilidade
de encontrar vida alienígena, e, em particular,
vida inteligente em algum lugar além do nosso sistema solar?
Bem, em 1950, o grande físico italiano Enrico Fermi
tomou esta questão, a refraseou,
e transformou-a em um paradoxo,
destacando, no processo, um dos grandes mistérios.
Nosso Sol e de seu sistema de oito planetas
é uma estrela de um valor estimado de 400 bilhões
que formam nossa galáxia, a Via Láctea.
Fermi argumentou que com tantos mundos
e essas vastas extensões de tempo
que remonta mais 12 bilhões de anos
para a formação da nossa galáxia,
deve haver planetas lá fora
com civilizações muito mais avançadas que a nossa.
Então, o nosso universo deve ser como Doctor Who.
Devemos esperar, apenas por motivos estatísticos,
ter pego algum vislumbre daquelas civilizações espaciais
lá fora, entre as estrelas,
e ainda não vimos nenhuma evidência de qualquer uma.
Isto é conhecido como o paradoxo de Fermi.
Se estivessem lá fora, devíamos vê-los.
O problema, é claro, é que para enviar
uma sonda espacial até mesmo para a estrela mais próxima
levaria muitos milhares de anos com a nossa tecnologia atual,
de modo que a pesquisa deve prosseguir
sem se deslocar fisicamente além do nosso sistema solar,
pelo menos no futuro previsível. E há um jeito.
A forma mais antiga de se observar o céu à noite.
Astronomia.
Ao capturar a luz de distantes sistemas estelares,
usando uma matriz de telescópios tanto em terra e em órbita,
nós encontramos 992 exoplanetas,
e agora podemos começar a caracterizar esses planetas,
para procurar sinais de vida
codificada na luz fraca a partir desses mundos distantes.
Até agora, um dos melhores candidatos para a vida
orbita em torno de uma das estrelas desta constelação,
na constelação de Lyra.
É um planeta chamado Kepler 62E, mesmo nome
do recentemente aposentado telescópio que o identificou.
Parece ter o tamanho certo
e massa para torná-lo um planeta rochoso
e na órbita certa para dar-lhe uma chance de
possuir água em estado líquido na sua superfície.
Mas, curiosamente, podemos fazer melhor
do que simplesmente estimar do que estes planetas são feitos.
Estamos na iminência de ser capazes de olhar diretamente
nas atmosferas desses planetas
e procurar as impressões digitais de vida.
E eu vou pedir que Charles Dance desça
e me ajude a mostrar como.
Ganho um jaleco?
-É, acho que é à prova de fogo. -Muito obrigado.
Então, o que vamos fazer, aqui...
Você só quer que eu limpe isso, não é mesmo?
-Dê-lhe um espanador! -É.
O que vamos fazer é,
demonstrar a técnica que os astrônomos usam
-para identificar... -Fico aí onde você está?
A presença de produtos químicos na atmosfera.
Pode ficar onde quiser, não vai te ajudar em nada.
Então... O que eu vou pedir-lhe para fazer é...
Nós temos uma seleção de quatro elementos químicos...
dissolvidos nestas soluções,
e quero que você borrife-as na chama de Bunsen.
Em que direção você gostaria que eu os borrifasse?
Eu acho que, provavelmente, meio que para cima e...
-Sério, tem certeza? -Sim.
Em nenhuma ordem particular?
Não, não, apenas... vamos ver o que acontece.
Você pode ver, que além deste, todos são líquidos incolores,
mas eles têm elementos químicos dissolvidos na solução.
Então, vamos ver.
Podemos diminuir as luzes um pouco.
Vá em frente. Borrife. Vamos ver o que acontece.
-Certo. -Aqui vamos nós.
Devo fazer isso de novo?
De novo. Linda cor verde.
Cor verde brilhante.
Então, agora vamos tentar esse.
-É a mesma coisa? -É.
Gostei disso.
Um vermelho brilhante.
-Isso me traz lembranças. -Eu sei!
Das lições de química na escola?
Não, dos primeiros psicodélicos concertos de rock.
Gostei bastante desse.
-Onde está o vermelho? -E se colocarmos os dois juntos?
-Vá em frente, vamos fazer isso. -Três juntos?
Muito obrigado.
Agora, a razão para que aqueles elementos químicos
se comportarem de maneiras diferentes
é devido a estrutura dos próprios elementos.
Veja, o que acontece quando você queima esse elemento,
quando você o aquece, os elétrons saltam ao redor,
entre as diferentes órbitas em torno do núcleo atômico
e, então, voltam de novo e emitem luz,
e por isso o que estamos vendo lá
é a estrutura dos próprios átomos
que compõem os elementos químicos.
Cada elemento terá uma assinatura
diferente de luz que ele emite quando aquecido,
uma vez que tem uma configuração diferente de elétrons
em torno do núcleo.
Bem como a emissão de luz quando aquecido,
elementos também absorvem a luz exatamente da mesma cor
se estão presentes na atmosfera de uma estrela ou de um planeta.
Aqui, por exemplo, é um espectro da luz do sol.
Essa é a luz solar dividida em todas as cores do arco-íris,
por um prisma, por exemplo.
E você pode ver que está coberto de linhas pretas,
por toda parte, em todas as cores.
Estas são as impressões digitais de elementos químicos,
da mesma forma que vimos Charles nos mostrar as belas cores,
a impressão digital dos elementos nessas garrafas.
Estamos na iminência de lançar telescópios e detectores
tão sensíveis que poderemos analisar a luz
não só de estrelas, como o sol,
mas também a luz refletida e absorvida
pelas atmosferas de planetas em torno dessas estrelas.
Isto irá permitir-nos procurar
as impressões digitais de moléculas,
tais como água, metano, e até mesmo moléculas orgânicas,
as impressões digitais de vida
nas atmosferas de mundos alienígenas.
Estas técnicas podem provar a primeira evidência direta
que nós não estamos sozinhos no universo.
Mas ainda não vai nos permitir resolver o paradoxo de Fermi,
porque estas impressões químicas digitais não vão diferenciar
entre organismos simples, unicelulares
e a vida multicelular complexa
que é certamente um pré-requisito
para a existência de uma civilização como a nossa.
Mas há apenas uma possibilidade de podermos procurar
por assinaturas de civilizações inteligentes.
Quando uma civilização se torna mais e mais avançada,
seu consumo de energia aumenta dramaticamente.
Com cada nova máquina que criamos aqui na Terra,
do mais ínfimo celular até a maior estação de energia,
nós produzimos mais calor.
Vou mostrá-los o que quero dizer.
Aqui está uma câmera infravermelha.
Então, isso não está medindo a luz de vocês, o público,
mas o calor do público,
porque essas cores representam a quantidade
de calor que vocês estão liberando.
Vamos, levantem as mãos.
Posso ver exatamente o que você está fazendo no fundão.
Isso é porque vocês são máquinas biológicas.
Cada máquina, não importa quão sofisticada e eficiente,
deve fazer isso.
Deve deixar uma assinatura de calor para trás
de acordo com sua existência.
Um grupo de pesquisadores da Penn State University
estão tentando explorar essa lei universal fundamental,
usando câmeras infravermelhas para pesquisar as estrelas
e até mesmo procurar por galáxias inteiras
para ver se conseguem ver pontos quentes,
sistemas que registram mais calor no espectro infravermelho
do que você esperaria a partir de processos puramente naturais.
Se eles vasculharem em todos os seus dados,
e realmente encontrarem uma estrela,
um planeta ou até mesmo uma galáxia
com esta assinatura infravermelha característica,
então eles poderiam apresentar provas,
não só para a vida complexa, mas para uma máquina de construção,
atrelamento estelares, civilizações transgalácticas.
Forçando demais Doctor Who? Sim, claro que sim.
Mas o simples ato de procurar, de observar a natureza,
é a chave para a ciência, e não devemos negligenciar nada.
E é interessante notar, por fim,
que possamos já inadvertidamente ter feito contato.
O primeiro episódio de Doctor Who
foi transmitido no dia 23 de novembro de 1963.
O programa foi codificado em feixes de ondas de rádio,
como raios de luz que eram transmitidas para TVs do país.
Estas ondas de rádio não ficaram simplesmente
flutuando acima do Reino Unido, elas deixaram nossa atmosfera,
expandindo seu raio como a luz da vela de Faraday
e começou sua jornada para o espaço.
Hoje, esse sinal deve ter atingido
50 anos-luz do nosso planeta.
O que uma civilização alienígena pensaria
se a sua primeira experiência de nossa civilização
fosse as aventuras do Doctor viajante do tempo?
Cox, não.
Tira as mãos daí. É complicado.
É nada.
Nada? Não me venha com essa.
É além da compreensão humana.
Coordenadas relativas internas espaciais
são completamente em desacordo
com dimensões observadas externamente. Então, não.
Maior no interior do que o lado de fora
não parece muito complicado para mim.
Não dê ouvidos a ele. Cubra seus ouvidos.
Onde exatamente são seus ouvidos?
Ouça, como você abastece algo assim?
Os requisitos de energia devem ser imensos.
-É? Eu uso um buraco negro. -Um buraco negro?
Um pouco de engenharia de Senhor do Tempo, desviar a energia.
Energizar esta coisa é como cair de um tronco.
Um grande tronco, um tronco n-dimensional.
Leia um pouco de Einstein. As forças gravitacionais
de um buraco negro iriam rasgá-la em pedaços.
Sim, eu sei disso. Bom camarada, Einstein.
Usava gravata borboleta. Sempre ganha o meu voto.
Cabelo horrível. Mas ele está para trás da tecnologia, Coxy.
Você quer ver o meu buraco negro?
Eu mantenho-o aqui embaixo, na porão.
AS PORTAS PARA O PASSADO ESTÃO BEM FECHADAS?
Assim, o mundo do Doctor está mais perto do nosso
do que você poderia ter imaginado.
Somos todos viajantes do tempo,
fomos além e tocamos mundos alienígenas.
Mas eu sou atraído de volta para estas anotações.
Pra Dezembro de 1860,
e a Palestra de Natal de Michael Faraday
quando ele inspirou uma geração de crianças
a se tornarem cientistas,
usando uma vela simples, mas mágica.
E o meu sonho de voltar àquele momento?
Então, vamos dar uma olhada no nosso mapa novamente.
Temos tudo no passado que já aconteceu lá em baixo,
e nós temos tudo o que poderia acontecer no futuro aqui.
O Doctor tem total liberdade de movimento no mapa.
Ele pode ir a qualquer lugar.
Mas o que Einstein percebeu
é que não podemos ter liberdade de movimento,
caso contrário, iríamos ter problemas.
Então, ele descobriu um limite.
Ele desenvolveu isso em sua teoria.
Algo que todos nós podemos concordar.
A velocidade da luz.
Vamos pensar sobre a vela de Faraday de novo.
Se não houvesse um telhado neste auditório,
então este seria o envio de luz para o universo.
Uma esfera de expansão da luz viajando para o exterior
a 300 mil quilômetros por segundo.
Em um segundo e meio teria passado pela lua.
Em oito minutos iria acelerar passando o sol,
e em cerca de 100 mil anos,
iria deixar completamente a Via Láctea.
Agora, eu posso colocar isso no meu mapa.
Então, isso é aqui e agora neste auditório na Royal Institution.
Então, posso desenhar uma linha no meu mapa
que representa a trajetória
de um feixe de luz através do espaço-tempo.
Claro que se expande em todas as direções,
então eu tenho mais uma linha saindo.
Um par de linhas diagonais.
Agora, eu também poderia desenhar linhas neste mapa
que representam os caminhos dos feixes de luz
a partir do passado, chegando aqui, agora, neste auditório.
E aqui estão.
Elas têm a mesma aparência, mas se estendem para o passado.
Estamos todos de acordo sobre estas linhas
porque todos estamos de acordo sobre a velocidade da luz,
então elas devem ser importantes de algum modo. E são.
Assim é como Einstein protege o passado do futuro.
Elas limitam como podemos nos movimentar no mapa,
porque nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz.
É um limite de velocidade universal.
O que significa isso?
Bem, imagine que há alguém sentado aqui, vamos dizer,
com um telescópio.
Se eu quisesse algum sinal, que algum flash de luz saísse
daquele evento lá, o que seria, vamos dizer,
um alienígena em alguma galáxia distante,
pegando um telescópio e olhando para nós,
então, ela teria que quebrar a influência da luz,
teria que viajar mais rápido que a velocidade da luz.
Isso não pode acontecer.
Esta linha parece restringir o movimento das coisas.
Coisas que viajam mais devagar do que a luz
estão condenadas a viver dentro desta área.
Esta área é claramente importante, e tem um nome.
É chamado cone de luz futuro.
Isso abrange todos os nossos futuros.
Cada evento que vai acontecer para qualquer um de nós aqui,
ou assistindo em casa, o que acontece,
vai acontecer nesta região
do espaço-tempo dentro do cone de luz futuro.
Também se aplica ao passado.
Então, essa é uma região especial.
É chamado de nosso cone de luz futuro.
Esta é a região que contém eventos no espaço e no tempo
que poderiam, em princípio, ter nos influenciado agora,
neste momento, aqui, esta noite.
Esta é a geometria do espaço-tempo
como descrito por Einstein em sua teoria
da relatividade especial que ele publicou em 1905.
Me permite traçar a minha vida através destas duas regiões.
Posso localizar qualquer evento que
aconteceu na minha vida neste mapa.
Então, eu nasci em 3 de março de 1968
e a primeira foto minha que tenho no Natal
é de, na verdade, 1972 em Oldham.
Lá estou eu, este é o evento.
Sou eu em Oldham no Natal de 1972.
Há muitas coisas que aconteceu comigo.
Eu tenho uma foto muito embaraçosa em 1989...
O que eu estava pensando?
O tipo de vida que eu tinha.
Isso foi quando eu estava em turnê
com uma banda de rock em algum lugar,
acho que eu estava em algum lugar na Europa.
Assim, poderia ter sido... Na verdade...
Onde eu devo me colocar? Aqui, seria 1989.
Esse é outro evento, eu em um ônibus de turnê,
bebendo de forma sensata na Europa, em 1989.
E assim por diante.
Então, a minha vida é uma série de eventos
que eu posso traçar neste diagrama.
Agora estou aqui, é claro, no Royal Institution em 2013.
Poderíamos me imaginar traçando
cada evento em minha vida neste diagrama.
Isso faria uma linha,
e é uma linha conhecida como uma linha de mundo.
E pode passear no espaço, porque eu estive em lugares diferentes,
e, é claro, vagueia no tempo
de 1968 até 2013.
E, é claro, a palestra de natal de Faraday sobre a vela,
o evento que eu mais quero visitar no espaço-tempo,
também está em algum lugar por aqui,
no meu cone de luz passado.
Ele está aqui. Natal de 1860.
Por que é no meu cone de luz passado?
Tem que ser porque me influenciou.
Estas notas de aula estavam presentes nesse evento
quando Faraday estava aqui e deu sua palestra,
e elas estão presentes na minha frente agora.
Então, eu poderia desenhar a linha de mundo
daquelas anotações neste diagrama.
E elas já estiveram na Royal Institution,
o mesmo lugar no espaço, praticamente toda a sua vida,
porque começaram em 1860 e estão aqui agora comigo em 2013.
Mas de acordo com a teoria de Einstein
da Relatividade Especial,
eu nunca poderei visitar Faraday,
porque a minha linha de mundo futuro,
as coisas que eu posso experimentar,
é restrita a ficar dentro do cone de luz futuro.
Para sair, fugir para o passado, o que eu tenho que fazer?
Bem, a primeira coisa que eu tenho que fazer
é viajar mais rápido do que a velocidade da luz,
mesmo antes de eu começar a considerar
como eu poderia fazer isso
e voltar até 1860, e o universo não é construído dessa forma.
As portas para o passado, a menos que tenhamos uma TARDIS,
parecem estar bem fechadas.
E se houver outra maneira?
E se eu poder mudar a direção do meu cone de luz futuro,
mudar a direção de todo o meu futuro,
e, talvez, começar a incliná-lo para o passado?
Bem, há objetos em nosso universo
que pode inclinar cones de luz,
e se eu pudesse chegar perto o suficiente
elas afetariam a direção do meu futuro de uma forma radical.
Há um no coração da TARDIS, um buraco negro.
O Olho da Harmonia é descrito em Doctor Who como uma estrela,
congelada no ponto de colapso em um buraco negro.
É uma linha poética, mas excepcionalmente,
que tem que ser dita, para a poesia,
esta acaba por ser fisicamente precisa.
Os buracos negros se formam no final da vida
das estrelas mais massivas no universo.
Quando essas estrelas, pelo menos 20 vezes
a massa do nosso sol, ficam sem combustível em seus núcleos,
nenhuma força conhecida pode vencer a força da gravidade
e impedir o seu colapso,
tanto quanto se sabe, para um único ponto infinitamente denso,
conhecido como singularidade.
Posso desenhar um desses em um diagrama de espaço-tempo.
Então, aqui é o espaço, e aqui é o tempo.
E este é um diagrama do ponto de vista do buraco negro,
de modo que esse é como se fosse
o tique-taque da singularidade para frente no tempo.
E essas duas linhas, que são muito importantes,
têm os nomes sugestivos de horizontes de eventos.
Eles marcam uma região no espaço e no tempo
onde a força gravitacional é tão forte
que a própria luz não consegue escapar.
Nas proximidades do horizonte de eventos,
coisas muito estranhas acontecem.
E preciso de um voluntário muito estranho para demonstrar isso.
Então, Rufus Hound, onde está você?
Isso foi, talvez, um pouco cruel, não foi?
-"Um voluntário muito estranho". -Não, parece bem certo.
-Mesmo? -É.
Pensei isso com o meu quarto cérebro.
Foi?
O que eu gostaria de fazer é jogar você em um buraco negro.
Você não seria o primeiro.
-Em nome da física, agora... -Você seria o primeiro.
Eu acho que isso vai significar
que você vai encontrar um final muito nobre,
uma saída muito maravilhosa deste universo.
Mas, a fim de observar como você sairá
do nosso plano de existência, por assim dizer,
eu quero lhe equipar com dois relógios.
Este, que eu quero que você coloque nas suas costas,
vai ser o único que podemos observar.
-Tudo bem, aqui vamos nós. -Desculpe.
É assim que você vai desmoronar minha massa?
Isso é um pouco... É confortável?
É assim que buracos negros funcionam?
Apenas um cara com uma mochila realmente apertada.
Lá vamos nós.
Eu já me sinto implosionando.
E eu gostaria de dar-lhe... Você tem um relógio?
-Eu tenho um relógio. -Você tem um relógio.
E o ponteiro está funcionando.
Isso é bom.
Certo, então, o que vamos fazer, é que vamos...
É de baixa tensão, está tudo bem.
Onde estão os meus óculos de segurança, Brian?
Se vai fazer você se sentir melhor, posso te dar um.
-Mas não vai ajudar. -Não. Tudo bem.
Se vire para que possamos ver este relógio,
e eu vou ligar o relógio, e aí está.
Então está voando para a frente no tempo.
E quero que olhe o quadro negro, o Olho da Harmonia,
aquele é o buraco negro, ali.
E o que eu tenho feito é, acelerar o tempo
para assim podemos vê-lo correndo.
Esta é a taxa que o tempo passa para nós agora,
e seria o mesmo em seu relógio aqui.
E eu vou pedir-lhe para mover-se lentamente
em direção ao horizonte de eventos.
Muito lentamente.
É isso aí.
Como você se sente?
Como fosse um pouco lento demais.
Está tudo bem.
Mas você vê o que está acontecendo.
Parando aí, se aproximando do horizonte de eventos,
a hora no relógio que estamos olhando, nas suas costas,
está ficando mais lenta. Mas e quanto o seu relógio?
Exatamente o mesmo.
Está seguindo, exatamente à mesma velocidade.
Agora, você pode começar a se sentir um pouco desconfortável
porque para estes tipos de buracos negros de massa estelar,
a força gravitacional em seus pés agora
seria significativamente mais forte
que a força de gravitação em sua cabeça.
Isto é chamado espaguetificação.
Por quê?
Você está começando a ficar um pouco mais alto.
E, finalmente, quando se aproxima do horizonte de eventos
eu acho que, realmente, você fica tão alto
que seria apenas uma longa linha de átomos, desassociada.
Mas enfim, vamos ignorar isso no momento. Siga em frente.
Não sei por que tenho um pouco de temor de uma imagem.
Direto para o buraco negro.
E o que vemos aí, pare.
É no horizonte de eventos
e veríamos o relógio de Rufus, nas costas dele, congelar.
Iria parar, mas como o seu relógio está?
Ainda se movendo.
Ainda vai exatamente à mesma velocidade.
Isto é precisamente o que Einstein nos diz que aconteceria
à medida que Rufus caísse no buraco negro.
Nós veríamos o tempo congelando.
Veríamos uma imagem de Rufus assim, na verdade,
está bastante bom.
Quanto tempo consegue ficar assim em uma perna?
Nós veríamos uma imagem congelada de Rufus
em seu caminho através do horizonte de eventos.
O tempo iria parar, essa imagem ainda estaria lá.
Seria uma espécie de imortalidade,
enquanto que do ponto de vista de Rufus,
o tempo iria passar como normal,
ele passaria o horizonte de eventos,
ele iria abordar a singularidade
e ser esmagado a um ponto infinitamente denso.
Obrigado.
Obrigado, Rufus.
Deixem-me explicar o que aconteceu com Rufus.
Aqui está o meu diagrama de espaço-tempo novamente.
Lembrem-se que o buraco negro está aqui, parado.
Aqui está a singularidade, e aqui os horizontes de eventos.
E o que eu vou fazer é...
Vou sobrepor a linha do mundo de Rufus...
Neste diagrama.
Nós estamos olhando para Rufus, lembrem-se,
do ponto de vista do buraco negro.
Portanto, está parado lá, indo a lugar nenhum,
e Rufus está em uma viagem rumo ao horizonte de eventos
e além no esquecimento.
Também desenhei os cones de luzes de Rufus,
são esses vários pontos ao longo de sua linha de mundo.
Estas linhas marcam o futuro acessível de Rufus.
Mas vejam o que acontece para esses cones de luz
quando ele se aproxima do horizonte de eventos.
Elas estão inclinando.
Agora, essa inclinação, de acordo com Albert Einstein,
é causada pela massa do próprio buraco negro.
É uma representação de uma ideia central
na teoria da gravidade de Einstein, relatividade geral.
A ideia é esta, massa e energia curvam o espaço e tempo,
o próprio tecido do universo em si.
Essa curvatura, a curvatura do espaço e tempo, se preferirem,
é o que estamos vendo neste diagrama
como a inclinação de cones de luz,
a inclinação do futuro de Rufus para o horizonte de eventos.
E veja o que acontece aqui no horizonte.
Vêem o que aconteceu ao cone de luz?
É inclinado tanto, o espaço e o tempo
são curvados e entortados tanto,
que todo o futuro de Rufus se aponta para dentro
do horizonte, para o buraco negro.
Sua linha de mundo está caminhando para a singularidade.
Não há escapatória para Rufus
porque todo o seu futuro está dentro do buraco negro.
Ele teria que viajar mais rápido do que a luz para sair,
e isso não é permitido em nosso universo.
Este diagrama é muito bonito.
Ele nos permite ver algo mais,
também permite-nos ver o que aconteceu com o relógio de Rufus
enquanto vimos ele ficando cada vez mais lento
enquanto ele se aproximava do horizonte.
Então, vamos imaginar...
vamos imaginar que a cada instante no relógio de Rufus,
o nas costas dele, um pulso de luz foi enviado
e detectamos esse pulso de luz do nosso ponto de vista,
longe do buraco negro.
Então, deixe-me sobrepô-los.
Aí está.
Você vê o que acontece.
À medida que os cones de luz pulsam,
eles chegam à nós mais tarde e em épocas posteriores.
Este é o tique-taque do relógio.
Mas para Rufus, o relógio está correndo normalmente,
um segundo, dois segundos três segundos, quatro segundos.
Mas vemos que o primeiro segundo é mais rápido do que o segundo,
que é mais rápido do que o terceiro.
E aqui, no horizonte,
o pulso de luz vai voar pelo lado do cone de luz,
que está alinhado ao longo do horizonte de eventos em si.
Este pulso nunca nos atinge,
assim o tempo pára de nossa perspectiva.
Vemos aquela imagem congelada de Rufus.
Ele nunca atravessa o horizonte do nosso ponto de vista.
De acordo com ele tudo procede bastante normalmente.
Embora, tem de ser dito, esteja ficando espaguetificado.
Até que ele seja esmagado pela singularidade.
Esta imagem de Rufus congelado para sempre no horizonte.
Mas aqui está a coisa maravilhosa...
O mesmo é válido para a própria estrela em colapso.
A partir da perspectiva de um observador externo,
o tempo pára, e nunca realmente vemos o colapso da estrela,
veríamos uma imagem congelada
desaparecendo da estrela morrendo,
congelada para sempre no tempo, no momento do colapso,
que é precisamente o Olho da Harmonia
conforme descrito em Doctor Who.
Que bonito.
Mas e quanto a minha ambição de voltar ao passado
e presenciar Michael Faraday dar sua palestra?
Bem, tudo o que eu falei até agora nesta palestra
é fato científico, incluindo esta descrição
de uma estrela congelada.
Mas agora é hora de especular só um pouco,
mas continuando a nos limitar pelas leis conhecidas da física.
Note o que o Olho da Harmonia, o buraco negro, fez.
Ele inclinou cones de luz, ele mudou a direção
do futuro acessível no espaço-tempo.
Poderíamos sonhar em alguma geometria do espaço-tempo,
uma distribuição de matéria e energia
que inclinaria cones de luz totalmente?
O que eu quero fazer é inclinar o meu cone de luz futuro
de tal forma que me leve à palestra de Natal de Faraday
em 1860.
Algo parecido com isto.
Então, aqui...
é um pedaço de espaço-tempo.
Foi feito para encaixar diretamente
sobre este diagrama que eu desenhei aqui.
Aqui é 1860, e aqui estou eu em 2013.
Vimos que um buraco negro pode inclinar cones de luz assim.
E se pudéssemos organizar a geometria,
de modo que o cone de luz inclinasse,
se dobrando de tal maneira, de modo que...
Posso recolocar o espaço-tempo, em torno ao passado?
Eu poderia curvar o espaço-tempo de tal forma que esta área,
meu futuro acessível,
acaba apontando para o meu próprio passado
e, especificamente, neste caso, acaba apontando para esse lugar,
este evento que quero visitar, a palestra de Faraday em 1860.
Nós poderíamos projetar alguma configuração
de matéria e energia que faria curvar os cones de luz
para que eu pudesse voltar para o meu próprio passado?
A resposta é...
não sabemos.
Mas ninguém foi capaz de provar que geometrias espaço-tempo
semelhantes a esta não pode existir, pelo menos em teoria.
Embora a maioria dos especialistas acreditam que
elas devem de alguma forma ser proibidas.
Mas ainda há a mais tênue possibilidade,
dadas as leis da física como a compreendemos, hoje,
que alguém, algum dia, talvez uma moça ou um rapaz,
serão inspirados a tentar.
E, mesmo que falhem, pelo próprio ato de tentar
eles podem simplesmente mudar o mundo.
Casa!
Eu quero visitar mais mundos alienígenas.
Não, Brian. Não pode ser ganancioso.
Você tem uma palestra para dar,
pessoas para inspirar, mercadoria para vender.
Na verdade, me lembrei, pode me arranjar uma lancheira?
Talvez uma camisa, tamanho pequeno.
Não esqueça do presente que te dei, você vai precisar disso.
Então, o que era isso tudo?
Apenas me levar em uma excursão pelas maravilhas do universo?
Bem, há alguém em seu público hoje,
uma garota comum, bem alta, olhos tristes, cuide dela,
alguém que gosta de pensar sobre por que o céu é azul
e como as abelhas podem pairar como helicópteros,
mas depois de hoje ela deixará de ser comum,
ela vai crescer e se tornar uma mulher extraordinária,
que mudará o mundo.
E tudo o que ela precisava era de um empurrãozinho de você.
Hoje, agora. Sem pressão. Eu amo os seres humanos.
Eles podem ser um pouco derrotistas.
Você sabe, com o "não devemos", "não podemos"...
Às vezes, você só precisa de uma mão amiga.
Toda aventura começa com um momento, uma faísca.
Enquanto eu estou aqui...
Um pouco de anti-brilho. Você vai precisar disso.
Não esqueça de mexer o tamanho do horizonte de eventos.
Cale-se, Brian.
Mais uma aventura antes do chá.