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Michio Kaku: O Universo em poucas palavras

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    Meu nome é Prof. Michio Kaku.
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    Sou professor de física teórica na City University da Universidade de New York
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    e me especializei em Teoria das Cordas
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    Sou físico e algumas pessoas me perguntam:
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    O que a física fez por mim nos últimos tempos? Quer dizer, vai melhorar minha TV a cores?
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    Consigo melhor conexão de internet com a física?"
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    E a resposta é sim.
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    Veja, a física constitui um dos alicerces para a matéria e energia.
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    Os físicos inventaram o raio laser, o transistor
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    Ajudamos a criar o primeiro computador, a construir a internet,
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    Criamos a rede mundial de computadores.
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    Além disso, ajudamos na invenção da TV, do rádio, do radar, e do microondas,
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    como também da ressonância magnética, tomógrafos, raio-x.
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    Em outras palavras, quase tudo que pode ser visto em sua sala
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    tudo que há em um hospital moderno, de uma certa forma, tem origem na física.
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    Interessei-me pela física quando era criança
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    Quando tinha 8 anos, um grande cientista acabara de falecer
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    Aidna me lembro de meu professor do primário entrar na sala e anunciar que
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    o maior cientista de nossa era tinha falecido
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    E naquele dia, todo os jornais publicaram uma foto de sua mesa
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    a mesa de Albert Einstein.
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    E no título dizia - nunca me esquecerei
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    "O manuscrito inacabado do extraordinário trabalho do maior cientista de nosso tempo."
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    E eu me perguntava: "Por que ele não terminou? O que há de tão difícil?
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    É uma tarefa de escola, não é? Por que não pedir ajuda para a mãe? Por que não pode resolver o problema?"
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    Então com oito anos de idade, decidi descobrir que problema era aquele
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    Anos depois, percebi que se tratava de uma teoria sobre tudo: Teoria do Campo Unificado.
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    Uma equação que resumiria todas as forças físicas que há no universo.
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    Uma equação como e = mc^2. Esta equação tem meia polegada,
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    e revela o segredo das estrelas.
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    Por que as estrelas brilham? Por que a galáxia é iluminada?
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    Por que temos energia no planeta Terra?
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    Mas aconteceu outra coisa comigo quando tinha cerca de oito anos.
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    Fiquei viciado nos programas de TV exibidos aos sábados pela manhã. Mais precisamente, em Flash Gordon.
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    Eu estava vidrado. Toda manhã de sábado assistia filmes de aliens vindo do espaço:
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    Naves espaciais, armas a laser, escudos invisiveis, cidades ao céu - era tudo que eu queria.
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    Mas após alguns anos, comecei a reparar.
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    Em primeiro lugar, notei que eu não tinha cabelos loiros e olhos azuis,
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    Não tinha músculos como os de Flash Gordon, mas um cientista fazia o seriado funcionar.
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    Em especial, um físico.
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    Era ele que tinha descoberto a arma a laser, as espaçonaves.
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    Era ele que tinha criado o escudo invisível.
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    E percebi algo mais: para compreender o futuro
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    é preciso entender a física.
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    A física está presente nos alicerces de tudo, parafernalia, na magia,
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    todas as maravilhas da era tecnologica, todas remontam
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    ao trabalho de um físico.
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    A maior parte da ficção científica está, de fato, intimamente ligada as leis da física,
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    talvez possível daqui há cem anos.
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    Existem algumas impossibilidades que levarão mil anos ou mais.
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    que incluem viagem no tempo, dobra espacial, grandes dimensões,
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    Portais que cruzam o espaço e tempo, stargates, buracos de verme.
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    Se tivéssemos que encontrar nossos bisavós no começo do século XX
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    veríamos sitiantes daquela época.
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    Em média, eles não viviam mais que 40 anos.
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    A comunicação de longa distância no começo do séc.XX era berrar para seu vizinho,
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    e contudo, se eles lhes vissem agora
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    com iPads, iPods, GPS e raios lasers,
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    Que achariam de vocês?
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    Possivelmente lhes veriam como um mago ou feiticeiro.
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    Entretanto, se pudéssemos encontrar nossos netos em 2100,
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    Qual seria nossa opinião sobre eles?
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    Eles seriam deuses como na mitologia grega.
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    Zeus podia controlar objetos ao seu redor com o pensamento
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    materializar objetos com o poder da mente
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    e existem benefícios em ser um deus grego
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    Venus tinha um corpo perfeito, inatingível pelo tempo
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    começamos a desvendar a genética do processo de envelhecimento a nível molecular
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    E havia o deus Apolo, que tinha uma charrete que podia percorrer os céus
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    Finalmente até o ano 2100, teremos um carro que voa, que sempre desejamos em nossa garagem
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    Teremos os poderes dos deuses
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    Parafraseando Arthur C. Clarke,
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    Qualquer tecnologia suficientemente avançada não é discernivel da divindade
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    [Music]
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    Vamos começar nossa estória
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    A história da física na civilização moderna
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    Antes de Isaac Newton e Galileu
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    Estamos abrigados pelos mistérios da superstição
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    As pessoas acreditavam em toda espécie de espíritos e demônios.
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    O que faziam os planetas moverem?
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    Por que as coisas se interagem? Era um mistério.
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    De volta a Idade Média, por exemplo,
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    as pessoas liam os trabalhos de Aristóteles, e Aristóteles formulou uma pergunta
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    "Por que os objetos se movem em direção a terra?"
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    Ele dizia "Os objetos tem vontade - vontade de se unirem a terra."
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    E por que os objetos diminuem a velocidade quando colocados em movimento?
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    "Objetos em movimento diminuem a velocidade porque se cansam."
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    Esses são os trabalhos de Aristóteles, que permaneceram com grande influencia por quase 2,000 anos até o começo da era moderna com Galileu e Isaac Newton.
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    Quando os povos antigos olhavam para o céu, estava repleto de mistério e admiração.
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    E em 1066, a data mais importante do calendario britânico,
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    houve um cometa que navegaria sobre o campo de batalha de Hastings
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    Assustou as tropas do Rei Harold, e um jovem da Normandia
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    invadiu a Inglaterra e derrotou o Rei Harold na Batalha de Hastings,
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    criando a moderna monarquia Britânica
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    But the question is, where did the comet come from?
    Mas a pergunta é de onde surgiu esse cometa?
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    Que cometa era aquele que misteriosamente pavimentou o caminho para a chegada da monarquia Britânica?
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    Acreditem ou não, este mesmo cometa
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    que iniciou a monarquia Britânica
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    passou por Londres mais uma vez em 1682.
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    Desta vez, tudo mundo fazia a mesma pergunta: de onde vem os cometas?
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    Eles indicam a morte do rei?
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    Por que temos mensageiros do paraíso no céu?
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    Bem, um homem ousou descobrir o segredo dos cometas,
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    foi Isaac Newton.
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    Na verdade, quando Newton tinha 23 anos, ele descobriu por acaso a força da gravidade.
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    De acordo com a história, ele estava andando em sua propriedade em Wilsthorpe e viu uma maça cair.
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    E Isaac Newton olhou para a lua.
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    E ele fez a pergunta chave que auxiliou a desvendar o segredo do firmamento
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    Se uma maçã cai, poderia a lua tambem cair?
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    E a resposta é sim.
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    E aquela resposta destruiu milhares de anos de mistério e especulação sobre o movimento dos céus
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    A lua está em queda livre tal como a maçã
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    A lua está em queda constante em direção a terra.
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    Não atinge a Terra porque ela gira ao redor do planeta, que é redondo
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    Ela se move de acordo com uma força - a força da gravidade.
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    Então Newton logo tentou desenvolver os modelos matemáticos
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    E ele percebeu que a matemática da época não era suficiente para descrever o movimento
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    de uma lua em queda.
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    O que Isaac Newton fez?
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    Aos 23 anos, ele não somente se deparou com a força da gravidade,
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    como também criou o Cálculo.
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    Na verdade, ele criou o Cálculo na velocidade com que se aprende quando se é calouro na faculdade.
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    E por que ele criou o Cálculo?
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    Para calcular o movimento de uma lua em queda.
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    Com a matemática da época era impossível calcular
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    as trajetórias dos objetos que se movem sob um campo de força quadrático invertido
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    E foi isso que Isaac Newton fez. Ele estudou o movimento da lua,
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    e percebeu que ao compreender a lua,
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    também entenderia o movimento dos planetas no sistema solar.
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    E Isaac Newton inventou um novo telescópio.
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    Era um telescópio refletor, que lhe permitiu rastrear o movimento do cometa
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    Acontece que tudo mundo falava sobre o cometa, incluindo um inglês bastante rico chamado Edmund Halley.
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    Edmund Halley, era um comerciante rico, que decidiu fazer uma viagem a Cambridge
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    para conversar com o cientista inglês mais renomado: Sir Isaac Newton
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    Bem, Edmund Halley perguntou: quais são suas impressões sobre este cometa?
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    "Ninguém entende de cometas, eles são um mistério"
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    "Fascinam as pessoas há séculos, milênios - o que pensa disso?"
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    Newton deve ter dito algo como, que vou parafrasear
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    "Isso é fácil. Este cometa se move em uma trajetória elíptica perfeita. Ele segue um campo cuja força é inversamente proporcional ao quadrado"
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    "Consigo rastreá-lo todo dia com meu telescópio refletor e o trajeto daquele cometa
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    segue meu modelo matemático de forma exata"
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    É claro que não sabemos qual foi a reação de Edmund Halley
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    Ele deve ter dito algo como: "Pelo amor de Deus, homem, por que não publica o trabalho mais importante
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    na história da ciência?
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    Se estiver correto, você decodificou o segredo das estrelas, o segredo dos céus
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    Ninguém entende de onde vêm os cometas"
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    E Newton respondeu: "Bem. É muito caro. Não sou um homem rico"
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    "Sairia muito caro resumir todo o cálculo que inventei e descrever todo o movimento das estrelas"
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    E Halley deve ter dito: Sr. Newton, eu sou um homem rico.
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    "Fiz minha fortuna no comércio. Pagarei pela publicação do maior trabalho científico em qualquer língua"
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    E foi publicado "Principia", contendo os princípios matemáticos que guiam o universo
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    Acredite ou não, talvez seja um dos trabalhos mais importantes
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    já escrito por alguém desde que evoluímos da Africa há 100 mil anos
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    Percebe que esse livro põe em funcionamento a física do universo
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    As forças que controlam o movimento dos planetas, que podem ser calculadas, e que definem
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    o movimento das balas, foguetes, pedras - tudo que se move de acordo com as Leis do Movimento
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    e do Cálculo de Sir Isaac Newton.
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    De fato, mesmo hoje quando lançamos nossos sondas espaciais, não usamos as equações de Einstein
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    Elas se aplicam apenas quando se atinge a velocidade da luz ou próximo de um buraco negro.
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    Usamos a Lei da Gravidade de Newton.
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    São tão precisas que quando lançamos uma sonda para além dos anéis de Saturno,
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    utilizamos as mesmas equações que Newton desenvolveu no sec. XVII
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    Por este motivo fomos capazes de desvendar os segredos do sistema solar
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    Uma cortesia da Lei de movimento de Isaac Newton.
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    Newston não apenas colocou em funcionamento a habilidade de calcular os planetas
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    como também pôs em prática a mecânica
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    As máquinas de hoje operam sobre leis bem definidas
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    Newton formulou três leis de movimento: a primeira lei determina que os objetos tendem a permanecer em movimento para sempre
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    a menos que uma força externa atue sobre eles.
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    Pode-ser observar em um rink de patinação
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    Ao arremessar um disco no gelo ele continua em movimento a menos que uma força externa interfira
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    É diferente da Lei de Movimento de Aristóteles
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    Aristóteles dizia: objetos em movimento param porque se cansam
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    A segunda Lei de Movimento diz que Força é o produto da massa pela aceleração
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    E essa equação tornou possível a Revolução Industrial.
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    Motores a vapor, locomotivas, fábricas, máquinas. Tudo isso possível graças a mecânica
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    posta em prática pela segunda Lei do Movimento de Newton: força é igual a massa x aceleraçao
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    E Newton fez a terceira Lei do Movimento: para cada ação há uma reação de mesma intensidade em sentido oposto
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    Essa é a lei da propulsão de foguetes
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    Por isso foi possível lançar foguetes pelo espaço
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    A lição aprendida aqui é que os cientistas elucidaram a primeira força do universo, gravidade
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    que pôs em funcionamento a revolução industrial - que derrubou reis e rainhas na Europa
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    que deslocou o Feudalismo, prenunciando a era moderna
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    Tudo devido a um jovem de 23 anos que olhou para cima e perguntou: a lua também cai?
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    Quando eu era criança e vivia na California costumava ver fotos do Empire States
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    E me perguntava: como podem construir um prédio tão alto sem saber que pode cair?
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    E por que não cai? Não fizeram modelos em escala desse negócio
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    Não havia como testar se um edifício tão alto como o Empires States poderia cair
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    Como eles sabiam de antemão que um prédio não iria cair?
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    E a resposta é a Lei do Movimento de Newton
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    Hoje eu ensino a Lei de Movimento de Newton e é possível calcular
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    as forças em cada tijolo existente no Empire State
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    usando a segunda lei de movimento: força é massa x aceleração
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    Quando Newton desvendou a força da gravidade, esta era a primeira força
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    Vamos examinar a segunda força
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    Uma superior que interfere em nossas vidas
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    A força eletromagnética
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    Desde os tempos em que os humanos observam as lâmpadas no alto, ou se amedrontam pelo som do trovão
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    eles se perguntam: Será que os deuses lançam raios ou trovões? Estão zangados conosco?
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    Os cientistas perceberam que os relâmpagos e os trovões podem ser duplicados na Terra
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    que podemos criar pequenos raios usando a eletricidade
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    Mas não foi até o séc. XIX que começamos finalmente a revelar a segunda força que rege o universo
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    a força eletromagnética
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    Michael Faraday deu palestras em Londres que fascinavam a todos, de adultos a crianças
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    e ele demonstrou a incriveis propriedades da eletricidade
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    Alguns faziam uma simples questão: se estivermos em um carro ou avião e somos atingidos por um raio
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    por que não ficamos eletrocutados e morremos?
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    Faraday respondeu a pergunta
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    Ele criou uma gaiola
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    Ele andava dentro de sua gaiola de aço, eletrifida, e não se eletrocutava
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    Foi batizada de Gaiola de Faraday e toda vez que alguém entra em uma estrutura de metal fica protegido pelo objeto
  • 17:27 - 17:32
    O que Michael Faraday fez foi ajudar a desvendar a segunda grande revolução
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    com o que denominamos Lei de Faraday
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    Um fio em movimento dentro de um campo magnético tem seus eletrons deslocados, criando uma currente elétrica
  • 17:46 - 17:55
    Esta simples idéia, desencadeou a revolução na eletricidade, por este motivo temos geradores hidrelétricos
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    barragens que podem produzir uma quantidade enorme de energia, por esta razão que são construídas usinas nucleares
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    é por isso que temos eletricidade nessa sala agora
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    em uma escala pequena, você usa em sua bicicleta
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    Ao colocar uma lâmpada em sua bicicleta, o giro da roda rotaciona um imã
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    Este imã empurra os elétrons em um fio e por isso que a eletricidade acende a lâmpada de sua bicicleta
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    Em outras palavras, eletricidade e magnetismo foram unidos em uma força única
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    Uma vez pensamos que a eletricidade e o magnetismo fossem separados
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    Agora sabemos que se trata da mesma força
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    se um meio magnético pode gerar um campo elétrico,
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    isso significa que um campo elétrico em movimento pode criar um campo magnético
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    E se um pode gerar o outro, por que não oscilar e criar uma onda?
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    de tal forma que campos elétricos gerariam campos magnéticos que criariam campos elétricos infinitamente
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    para criar uma onda?
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    Bem, por volta da guerra civil americana, um físico matemático, James Clerk Mawell
  • 19:06 - 19:12
    calculou a velocidade dessa onda com os modelos de Faraday
  • 19:12 - 19:19
    Em uma dos grandes avanços de todo tempo, James Clerk Maxwell calculou a velocidade dessa onda
  • 19:19 - 19:24
    e descobriu que era igual a da luz
  • 19:24 - 19:28
    E ele fez essa incrível descoberta
  • 19:28 - 19:32
    Isso é luz
  • 19:33 - 19:36
    Isso é o que a luz representa
  • 19:36 - 19:42
    Não viaja por acaso a velocidade da eletricidade, é a própria luz
  • 19:42 - 19:45
    E as fórmulas foram escritas por James Clerk Maxwell
  • 19:45 - 19:49
    Infelizmente, o próprio Michael Faraday não teve uma educação formal
  • 19:49 - 19:53
    Ele não pode descrever em modelos matemáticos seu próprio trabalho
  • 19:53 - 19:57
    James Clerk Maxwell era um físico teórico, assim como eu
  • 19:57 - 20:03
    Ele descreveu a matemática dos campos elétricos oscilantes e campos magnéticos
  • 20:03 - 20:06
    são chamadas de equações de Maxwell
  • 20:06 - 20:11
    Essas fórmulas tem que ser decoradas por todo físico na pós-graduação
  • 20:11 - 20:16
    Ninguém consegue um doutorado sem memorizar essas fórmulas
  • 20:16 - 20:20
    Todo engenheiro que lida com radio e radar tem que decorar essas fórmulas
  • 20:20 - 20:25
    Se vocês forem a Berkeley onde eu obtive meu doutorado, pode-se comprar uma camiseta com dizeres
  • 20:25 - 20:36
    No começo Deus disse que a divergência de quatro dimensões de um campo tensorial anti-simétrico de segunda ordem = 0, e houve a luz
  • 20:36 - 20:42
    Senhores e senhores, essa é a equação da luz
  • 20:44 - 20:49
    As consequências da revolução eletromagnética influenciaram todos
  • 20:49 - 20:51
    Essa é uma foto da Terra tirada do espaço
  • 20:51 - 20:52
    Olhem para essa foto!
  • 20:52 - 21:00
    A Europa está iluminada. Pode-se ver os produtos de nossos esforços para criar eletricidade
  • 21:00 - 21:06
    para energizar nossas vidas em uma foto - ver a Terra do espaço
  • 21:06 - 21:12
    Vamos falar sobre como o trabalho de Faraday e Maxwell influenciam nossas vidas também
  • 21:12 - 21:17
    Essa é a internet. Ela é um subproduto do campo eletromagnético
  • 21:17 - 21:21
    Pode-se ver que onde há internet, há prosperidade
  • 21:21 - 21:25
    Existe ciência, entretenimento e atividade econômica
  • 21:25 - 21:29
    Onde não há internet, temos a pobreza
  • 21:29 - 21:35
    No futuro, a internet será miniaturizada e colocada em nossos óculos
  • 21:35 - 21:42
    Seus óculos reconhecerão os rostos das pessoas e exibirão suas biografias ao lado da imagem enquanto conversam
  • 21:42 - 21:47
    E então eles falarão chinês consigo, e seus óculos traduzirão para o inglês
  • 21:47 - 21:52
    e exibirão as legendas embaixo da imagem
  • 21:52 - 21:57
    No futuro, você saberá com quem estará falando mesmo sem falar com eles
  • 21:57 - 22:04
    Isso significa que em um coquetel, se estiver procurando emprego e não souber a quem se dirigir
  • 22:04 - 22:08
    No futuro, você saberá em quem deve grudar
  • 22:08 - 22:15
    No futuro, os chips custarão apenas um centavo porque pode-se produzir transistor cada vez menores
  • 22:15 - 22:19
    Você terá força eletromagnética dentro de seu corpo
  • 22:19 - 22:22
    Isto é uma pílula. Tem um chip em seu interior
  • 22:22 - 22:25
    O chip é menor que uma aspirina
  • 22:25 - 22:28
    Tem também uma câmera e um imã
  • 22:28 - 22:35
    Ao engulir, o imã direciona a câmera, tira fotos de seu estômago, intestinos
  • 22:35 - 22:39
    porque todos sabemos o temor de todo homem de meia-idade: conoscopia
  • 22:39 - 22:45
    Isto dá outro significado a expressão "Intel inside"
  • 22:46 - 22:51
    Vamos falar sobre as grandes forças que regem o universo
  • 22:51 - 22:55
    Falamos sobre a gravidade, que nos permite calcular o movimento dos planetas
  • 22:56 - 23:01
    A mecânica criada por Newton proporcionou a Revolução Industrial
  • 23:01 - 23:07
    Faraday descreveu a força eletromagnética, que nos deu as maravilhas da eletricidade
  • 23:07 - 23:13
    Vamos discutir agora a era nuclear, as estrelas e o sol
  • 23:14 - 23:17
    As pessoas se fascinam pelo sol
  • 23:17 - 23:22
    Apollo era o Deus que percorria os céus eu sua charrete flamejante
  • 23:22 - 23:28
    quando se calcula por quanto tempo o carvão e o petroleo queimarão como o sol
  • 23:28 - 23:33
    percebe-se que em algumas centenas de anos, o sol queimaria por completo
  • 23:33 - 23:36
    o que poderia durar por bilhões de anos
  • 23:36 - 23:39
    Deve haver uma nova força
  • 23:39 - 23:41
    uma força nuclear
  • 23:42 - 23:47
    Einstein e outros ajudaram a desvendar o segredo das estrelas
  • 23:47 - 23:51
    A força nuclear vem em duas formas: forte e fraca
  • 23:51 - 23:55
    A força fraca rege a decomposição da radioatividade
  • 23:55 - 24:00
    A força nuclear forte é uma das mais poderosas em todo o universo
  • 24:00 - 24:07
    É tão forte que mantém os prótons juntos desde o surgimento do mundo
  • 24:07 - 24:13
    A fórmula que permite a liberação da energia é a famosa equação de Einstein
  • 24:13 - 24:16
    E=mc^2
  • 24:16 - 24:22
    O que Einstein mostrou é que quando mais rápido nos movemos mais pesados ficamos
  • 24:22 - 24:25
    Sua massa não é uma constante
  • 24:25 - 24:30
    Quando se move muito rápido, mais pesado fica - algo que mensuramos todos os dias no laboratório
  • 24:30 - 24:39
    Isso significa que a energia do movimento transformada em massa - porque vc fica mais pesado
  • 24:39 - 24:45
    Ouça com atenção. Quanto mais rápido se move, mais pesado ficamos
  • 24:45 - 24:53
    que significa que a energia cinética E se converte em massa M, e a relação
  • 24:53 - 24:57
    entre E e M é muito simples - leva apenas um segundo para escrever no papel
  • 24:57 - 25:03
    É exatamente e= mc^2
  • 25:03 - 25:09
    A força do núcleo ajudou a explicar o segredo do sol, mas também criou uma caixa de Pandora
  • 25:09 - 25:15
    porque dentro do nucleo do átomo existem partículas
  • 25:15 - 25:18
    E ao esmagar essas partículas, o que conseguimos?
  • 25:18 - 25:21
    Mais partículas. E ao esmagá-las, o que temos?
  • 25:21 - 25:30
    Mais partículas. Na verdade, ficamos banhados de partículas subatoômicas, centenas, milhares
  • 25:30 - 25:32
    todas vez que esmagamos átomos
  • 25:32 - 25:37
    Nós esmagamos átomos usando esmagadores chamados acelerador de partículas
  • 25:37 - 25:41
    Eu construi meu próprio acelerador quando estava no colegial
  • 25:41 - 25:46
    No colegial perguntei a minha mãe: "Mãe, posso construir
  • 25:46 - 25:52
    um acelerador na garagem de 2,3 MM de eletrovolts?
  • 25:52 - 25:58
    Ela respondeu: Claro que sim. E não se esqueça de jogar fora o lixo
  • 25:58 - 26:04
    Fui para a Westinghouse e pedi 200kg de aço
  • 26:04 - 26:08
    E pedi 22 milhas de fio de cobre porque queria criar
  • 26:08 - 26:12
    um campo magnético de 10k gauss e 6 kW para energizar meu esmagador de partículas
  • 26:12 - 26:15
    Com 22 milhas de fios, como pude enrolar?
  • 26:15 - 26:17
    Fizemos no campo de futebol da escola
  • 26:17 - 26:24
    Eu coloquei 22 milhas de fio no poste do goal, dei para minha mãe, e ela correu até a linha de 50 jardas
  • 26:24 - 26:27
    desfazendo o carreter de fio
  • 26:27 - 26:29
    Ela entregou para meu pai, que correu para o outro poste
  • 26:29 - 26:34
    e enrolamos 22 milhas de fios de cobre no campo de futebol
  • 26:34 - 26:37
    No final, meu esmagador de partículas estava pronto
  • 26:37 - 26:43
    Consumiu 6kW de potência - isto é cada watt de energia que minha casa poderia consumir
  • 26:43 - 26:52
    Tapei meus ouvidos, fechei os olhos, liguei a energia e ouvi esse estampido enorme
  • 26:52 - 26:56
    assim que 6kW de energia oscilava no meu capacitor
  • 26:56 - 27:02
    E então ouvi uns estouros uma vez que explodi todos os interruptores da casa
  • 27:04 - 27:07
    A casa inteira ficou as escuras
  • 27:07 - 27:13
    Pobre de minha mãe. Todas vez que voltava para casa, ela via as luzes piscarem e apagarem
  • 27:13 - 27:20
    E ela se perguntava: "por que não tenho um filho que joga baseball ou basquete?
  • 27:20 - 27:23
    Por que ele não encontra uma namorada japonesa?"
  • 27:23 - 27:28
    Por que tem de construir essas máquinas na garagem?
  • 27:28 - 27:37
    Bem. Essas máquinas que construi chamaram a atenção de um físico, Edward Teller, pai da bomba de hidrogênio
  • 27:37 - 27:42
    Ele conseguiu uma bolsa de estudos em Harvard, e minha carreira ?got a head start
  • 27:42 - 27:45
    Ele sabia muito bem o que eu fazia
  • 27:45 - 27:49
    Não precisei lhe explicar que estava testando anti-matéria
  • 27:49 - 27:56
    Estava criando anti-eletrons na garagem de minha mãe e usando esmagadores de átomo para criar anti-matéria
  • 27:56 - 28:01
    Antimatéria é o oposto de matéria. Tem carga oposta
  • 28:01 - 28:04
    Um elétron tem carga negativa
  • 28:04 - 28:07
    O positron ou anti-elétron tem carga positiva
  • 28:07 - 28:12
    Isso significa que se pode criar anti-moléculas e anti-átomos
  • 28:12 - 28:18
    O anti-hidrogênio foi feito na CERN no arredores de Genebra, Suiça e também no Fermilab próximo de Chicago
  • 28:18 - 28:24
    onde eles circularam anti-elétrons em volta de anti-prótons
  • 28:24 - 28:29
    E no Laborátorio de Brookhaven em Long Island, recentemente foi detectado o anti-hélio
  • 28:29 - 28:36
    Temos dois anti-prótons com dois anti-neutrons para criar anti-hélio
  • 28:36 - 28:41
    Para cada pedaço de matéria, há uma contraparte que é feita de anti-matéria
  • 28:41 - 28:47
    Quando ambos colidem, a propósito, liberar a maior quantidade de energia no universo
  • 28:48 - 28:55
    É conversão integral de matéria em energia conforme equação de Einstein: e=mc^2
  • 28:58 - 29:04
    Dentro do núcleo do átomo, temos partículas feito de partículas quando elas são destruídas
  • 29:04 - 29:09
    Nos anos 50, estávamos nadando em partículas subatômicas
  • 29:09 - 29:15
    Na verdade, J.Robert Oppenheimer o pai da bomba atômica uma vez declarou que
  • 29:15 - 29:25
    o Premio Nobel de física deveria ir para o físico que não descobrisse uma nova partícula
  • 29:25 - 29:28
    É assim que muitas partículas foram descobertas
  • 29:28 - 29:32
    Vamos falar sobre a particula ?zoo
  • 29:32 - 29:39
    Nesse exato momento, os físicos têm desvendado centenas, milhares de partículas subatômicas
  • 29:39 - 29:42
    e foram capazes de juntá-las como se fosse um quebra-cabeça
  • 29:42 - 29:44
    É o que se chama Modelo Padrão
  • 29:44 - 29:53
    Tem 36 quarks, 19 parâmetros livres, 3 gerações de quarks, sem lógica
  • 29:53 - 30:01
    mas é a coisa mais próxima da realidade que nós físicos conseguimos construir
  • 30:01 - 30:08
    Bilhões de dólares, 20 Nobels foram concedidos para a criação do Modelo Padrão
  • 30:08 - 30:14
    e é a teoria mais horrenda conhecida pela ciência, mas funciona
  • 30:14 - 30:18
    Falta-lhe um pedação, que é o famoso Boson de Higgs
  • 30:18 - 30:24
    Espera-se encontrá-lo. Queremos criar uma versão melhor desta teoria
  • 30:24 - 30:28
    E achamos que é a Teoria das Cordas
  • 30:29 - 30:35
    A Teoria das Cordas se baseia na simples idéia que todas as quatro forças do universo
  • 30:35 - 30:43
    Gravidade, campo eletromagnético, e as forças nucleares - possam ser consideradas como música
  • 30:44 - 30:47
    Música produzida por minúsculos anéis de borracha
  • 30:47 - 30:53
    Se eu tivesse um supermicroscópio e pudesse olhar para o centro de um elétron, o que veria?
  • 30:53 - 30:58
    Veria um anel de borracha vibrando, que se tocado vira um neutrino
  • 30:58 - 31:00
    E se tocado de novo, torna-se um quark
  • 31:00 - 31:02
    Toco de novo e se torna uma partícula de Yang-Mills
  • 31:02 - 31:08
    Na verdade, se vibrar-lo por diversas vezes obteria milhares de partículas subatômicas
  • 31:08 - 31:12
    que foram catalogadas pacientemente pelos físicos
  • 31:14 - 31:18
    A Teoria das Cordas é uma teoria de tudo
  • 31:18 - 31:25
    A Teoria das Cordas, por sua vez, pode ser resumida em uma equação de uma polegada
  • 31:25 - 31:30
    Chama-se Teoria dos Campos de Cordas e como podemos testá-la?
  • 31:30 - 31:38
    Estamos construindo o maior equipamento que a ciência já construiu na história da humanidade
  • 31:38 - 31:41
    ao redor de Genebra, Suiça
  • 31:41 - 31:46
    É o Grande Colisor de Hadrons
  • 31:46 - 31:50
    Assim, achamos que o Boson de Higgs pode ser criado pelo Grande Colisor de Hadrons
  • 31:50 - 31:56
    Um grande túnel de 17 milhas de circunferência com dois raios de prótons circulando em direços opostas
  • 31:56 - 32:03
    que se chocam, criando uma nuvem de partículas e entre elas
  • 32:03 - 32:06
    esperamos encontrar o Boson de Higgs, mas não apenas isso
  • 32:06 - 32:09
    Esperamos econtrar partículas além do Boson de Higgs
  • 32:09 - 32:13
    O próximo conjunto de partículas além do Boson de Higgs são as sparticles
  • 32:13 - 32:18
    A próxima etapa desse quebra-cabeça são os sparticles, super partículas
  • 32:18 - 32:23
    que não passam de grandes vibrações, notes musicas mais altas de uma corda que vibra
  • 32:23 - 32:25
    O que mais poderíamos fazer?
  • 32:25 - 32:28
    Podemos desevendar os segredos do Big Bang
  • 32:28 - 32:35
    As fórmulas de Einstein falham no momento do big bang e no centro de um buraco negro
  • 32:35 - 32:44
    Os dois lugares mais interessantes do universos estão além o alcance das fórmulas de Einstein
  • 32:44 - 32:48
    Precisamos de uma teoria mais elaborada e é aqui que a Teoria das Cordas aparece
  • 32:48 - 32:54
    A Teoria das Cordas nos leva antes do big bang, antes do surgimento do universo
  • 32:54 - 32:56
    E o que a Teoria das Cordas defende
  • 32:56 - 33:01
    Que existe uma plenitude de universos
  • 33:02 - 33:05
    De onde vem o big bang?
  • 33:05 - 33:13
    As fórmulas de Einstein nos dá um quadro atraente em que somos parecidos com insetos em uma bolha de sabão
  • 33:13 - 33:20
    uma bolha gigante que se expande, e que ficamos presos como moscas em uma armadilha da qual não podemos escapar
  • 33:20 - 33:23
    Isso se chama Teoria do Big Bang
  • 33:23 - 33:28
    A Teoria das cordas diz que deve haver outras bolhas lá fora
  • 33:28 - 33:33
    Em um meta-universo de bolhas em que dois universos se colidem
  • 33:33 - 33:36
    e podem formar outro universo
  • 33:36 - 33:44
    Quando um universo se divide em dois, pode criar dois universos e isso pensamos que seja o big bang
  • 33:44 - 33:52
    O big bang é causado ou pela colisão ou divisão de universos
  • 33:54 - 34:00
    Se houver outras dimensões, se houver outros universos, podemos ir de um para o outro?
  • 34:00 - 34:02
    Bem, é claro que isso é muito difícil
  • 34:02 - 34:08
    Contudo, Alice no país das Maravilhas nos deu essa possibilidade
  • 34:08 - 34:13
    talvez um dia, possamos criar uma fenda entre universos.
  • 34:14 - 34:16
    Isso é um buraco de verme.
  • 34:16 - 34:21
    Pense que tenha pegado uma folha de papel e desenhado dois pontos
  • 34:21 - 34:25
    A menor distância entre eles é uma linha reta
  • 34:25 - 34:33
    Mas se dobrarmos a folha, então talvez tenhamos criado um atalho
  • 34:33 - 34:37
    um atalho no espaço/tempo é chamado de buraco de verme
  • 34:37 - 34:40
    É uma solução genuína para a fórmula de Einstein
  • 34:40 - 34:43
    Podemos observar isso na Teoria de cordas
  • 34:43 - 34:48
    A questão é saber quão prático é passar por essas coisas?
  • 34:48 - 34:51
    Não sabemos. Na verdade, há um debate entre os físicos hoje
  • 34:51 - 34:54
    Steven Hawking. Muitos físicos estão se juntando ao jogo
  • 34:54 - 35:02
    e tentando verificar se é fisicamente possível viajar por toda a extensão de um buraco de verme
  • 35:04 - 35:09
    Se puder, então é possível usá-la como uma máquina do tempo
  • 35:09 - 35:14
    Uma vez que a Teoria de Cordas é uma teoria sobre tudo, também será uma teoria do tempo
  • 35:14 - 35:18
    e as máquinas do tempo são compatíveis com as fórmulas de Einstein
  • 35:18 - 35:22
    Mas construir uma é muito difícil
  • 35:22 - 35:28
    É preciso muito mais energia do que aquele carro "De volta para o futuro" com plutonio
  • 35:32 - 35:36
    Alguns trilhões de anos, o universo vai ficar muito frio
  • 35:36 - 35:39
    Acho que o universo vai passar por um grande resfriamento
  • 35:39 - 35:43
    Todas as estrelas se apagarão. Vão parar de piscar
  • 35:43 - 35:47
    O universo será tão grande e frio
  • 35:47 - 35:53
    Naquela altura, toda vida inteligente no universo morrerá
  • 35:53 - 35:59
    As leis da física são uma garantia de cessar toda vida inteligente
  • 35:59 - 36:03
    Somente há um jeito de escapar da morte do universo
  • 36:03 - 36:07
    E é deixar o universo
  • 36:07 - 36:12
    Bem, você está entrando no reino da ficção científica, mas pelo menos temos equações
  • 36:12 - 36:19
    a equação da Teoria das Cordas, que nos permite calcular se é possível atravessar um buraco de verme
  • 36:19 - 36:25
    para ir a outro universo mais quente, e talvez começar tudo de novo
  • 36:28 - 36:34
    Se fossemos resumir a marcha da física nos últimos dez mil anos
  • 36:34 - 36:40
    Seria a extração das leis da natureza em quatro forças fundamentais:
  • 36:40 - 36:45
    Gravidade, eletricidade, magnestimo e as duas forças nucleares
  • 36:45 - 36:48
    E a dúvida é: haveria uma quinta força
  • 36:48 - 36:52
    uma força além das forças que podemos medir no laboratório?
  • 36:52 - 36:57
    E acredite ou não, há físicos que examinaram cuidadosamente por uma quinta força
  • 36:57 - 37:00
    Algumas pessoas pensam que talvez seja um fenômeno psíquico
  • 37:00 - 37:07
    Talvez seja a telepatia, pode ser algo chamado poder psíquico, poder da mente, consciência
  • 37:07 - 37:13
    Bem, sou um físico. Acreditamos em testar teorias para certificar de que
  • 37:13 - 37:16
    sejam irrefutáveis e replicáveis
  • 37:17 - 37:23
    É preciso ter certeza de que, quando requisitada, sua teoria funcione permanentemente sem exceção
  • 37:23 - 37:27
    e se ela falhar em algum momento, está errada
  • 37:27 - 37:32
    Em outras palavras, a teoria de Einstein deve funcionar a cada instante sem exceção
  • 37:32 - 37:37
    Se alguma vez, a teoria estiver comprovadamente errada, toda a teoria estará
  • 37:37 - 37:41
    Até agora, podemos reproduzir as quatro teorias da física
  • 37:41 - 37:46
    mas a quinta teoria não pode ser replicada - já examinamos
  • 37:46 - 37:51
    Algumas pessoas acham que uma quinta força possa ser minúscula, não como o núcleo do átomo
  • 37:51 - 37:54
    mas cerca de alguns pés
  • 37:54 - 37:56
    E não encontramos nada
  • 37:58 - 38:03
    Nos últimos dez anos, os físicos encontraram uma nova fonte de energia
  • 38:03 - 38:08
    maior do que a própria galáxia - energia escura
  • 38:08 - 38:14
    Pense que no universo de hoje, 73% é constituído de matéria e energia
  • 38:14 - 38:19
    73% está na forma de energia escura - a energia do nada
  • 38:19 - 38:22
    É isso o que faz destruir galaxias cada vez mais longe
  • 38:22 - 38:26
    Esta é a energia do próprio big bang
  • 38:26 - 38:30
    As crianças perguntam: se o universo explodiu, o que o fez explodir?
  • 38:30 - 38:32
    E a resposta é: energia escura
  • 38:32 - 38:36
    73% da energia do universo é a energia escura
  • 38:36 - 38:40
    23% é matéria escura. A matéria escura é invisível
  • 38:40 - 38:43
    Se eu tivesse aqui em minha mão, eu iria imediatamente atrás dela
  • 38:43 - 38:48
    Ela mantém a galáxia junta - 23% do universo é feito de matéria escura
  • 38:48 - 38:52
    As estrelas, compostas de hélio e hidrogênio, representam 4% do universo
  • 38:52 - 39:01
    E nós? Somos compostos por oxigênio, carbono, nitrogênio, tungstênio, ferro
  • 39:01 - 39:07
    Representamos 0,03% do universo
  • 39:07 - 39:10
    Em outras palavras, somos a exceção
  • 39:10 - 39:16
    O universo é feito principalmente por energia escura e matéria escura
  • 39:16 - 39:20
    sobrepondo-se as estrelas e galáxias na verdade
  • 39:20 - 39:25
    E o que é a matéria escura, que compõe 23% do universo?
  • 39:25 - 39:31
    Ninguém sabe. A Teoria das Coras nos dá uma pista, mas não existe resposta definitiva
  • 39:34 - 39:39
    Então, em outras palavras para você jovem aspirante a físico
  • 39:39 - 39:43
    Pode estar questionando: Por que iria estudar física?
  • 39:43 - 39:46
    Vocês já tem um candidado a Teoria dos Campos Unificados, não tem?
  • 39:46 - 39:52
    Perceba que todo livro de física está errado
  • 39:52 - 39:57
    Todo livro de física neste planeta ensina que o universo é composto por átomos, certo?
  • 39:57 - 40:00
    Eis aqui, o universo é feito principalmente de átomos
  • 40:00 - 40:02
    Está errado!
  • 40:02 - 40:08
    Nos últimos dez anos, chegamos ao entendimento de que a maior parte do universo é escuro
  • 40:08 - 40:12
    E há uma prateleira cheia de Prêmios Nobel para os jovens
  • 40:12 - 40:18
    que descobrirem o segredo da matéria e energia escuras
  • 40:20 - 40:26
    Aqui vai um conselho ao jovem físico, talvez que esteja saindo do colegial
  • 40:26 - 40:32
    Você tem ambições de ser como Einstein, trabalhar com Teoria das Cordas e coisas parecidas
  • 40:32 - 40:34
    E então você se depara com a física ensinada aos calouros
  • 40:34 - 40:36
    Serei franco e direto
  • 40:36 - 40:40
    Nos físicos reprovamos a maior parte dos estudantes que estudam física elementar
  • 40:40 - 40:44
    E somos de alguma forma apoiados pelo departamento de engenharia
  • 40:44 - 40:48
    Não queremos formar engenheiros que construem pontes que se partem
  • 40:48 - 40:52
    Arranha-céus que se colapsam
  • 40:52 - 40:56
    Há um fato básico - você tem que aprender a lei da mecânica
  • 40:56 - 41:02
    Antes que possa trabalhar com as leis de Einstein, é preciso estudar as leis do atrito, alavancas, polias, engrenagens
  • 41:02 - 41:06
    Como consequência, temos uma alta taxa de reprovação na física elementar
  • 41:06 - 41:10
    Se você for um jovem físico, que terminou o colegial, e está com brilho nos olhos
  • 41:10 - 41:15
    e se depara com a física do primeiro ano, cuidado
  • 41:15 - 41:18
    Se passar por momentos difíceis, é assim mesmo
  • 41:19 - 41:26
    Comecei minha carreira como físico experimental, então fui para Harvard e conversei com meu orientador
  • 41:26 - 41:29
    um dos mais brilhantes físicos experimentais, Prof. Pound
  • 41:29 - 41:33
    Ele me disse que era hora de parar
  • 41:33 - 41:38
    E que minhas habilidades eram mais adequadas ao que eu mais gostava
  • 41:38 - 41:42
    que é teoria, matemática, e o mundo de grandes dimensões
  • 41:42 - 41:45
    E percebi que ele estava certo
  • 41:45 - 41:50
    O que mais me intriga na física e na ciência
  • 41:50 - 41:58
    é encontrar seus fundamentos básicos ao invés de tentar requentar a teoria ou torná-la mais atraente
  • 41:58 - 42:03
    Por que não descobrir o motivo e o que faz as coisas funcionarem? É isso com que trabalho
  • 42:03 - 42:05
    Sou um físico teórico
  • 42:05 - 42:07
    Muito obrigado
  • 42:07 - 42:10
    [Musica]
Title:
Michio Kaku: O Universo em poucas palavras
Description:

The Universe in a Nutshell: The Physics of Everything
Michio Kaku, Henry Semat Professor of Theoretical Physics at CUNY

What if we could find one single equation that explains every force in the universe? Dr. Michio Kaku explores how physicists may shrink the science of the Big Bang into an equation as small as Einstein's "e=mc^2." Thanks to advances in string theory, physics may allow us to escape the heat death of the universe, explore the multiverse, and unlock the secrets of existence. While firing up our imaginations about the future, Kaku also presents a succinct history of physics and makes a compelling case for why physics is the key to pretty much everything.

The Floating University
Originally released September, 2011.
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Video Language:
English
Team:
Captions Requested
Duration:
42:14

Portuguese, Brazilian subtitles

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