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[1] 00:13In the year 1919,
Tradutor: Sérgio Lopes Revisora: Alexandre Loureiro

[2] 00:15a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza
No ano 1919,

[3] 00:22suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.
um matemático alemão, praticamente desconhecido, chamado Theodor Kaluza

[4] 00:29He proposed that our universe
sugeriu uma ideia arrojada e, de certa forma, bizarra.

[5] 00:31might actually have more than the three dimensions
Sugeriu que o nosso universo

[6] 00:34that we are all aware of.
poderia, na verdade, ter mais do que as três dimensões

[7] 00:37That is in addition to left, right, back, forth and up, down,
de que temos conhecimento.

[8] 00:40Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space
Isto é, além da esquerda e direita, atrás e frente, cima e baixo,

[9] 00:45that for some reason we don't yet see.
Kaluza propôs que poderiam existir dimensões espaciais adicionais

[10] 00:48Now, when someone makes a bold and bizarre idea,
que, por qualquer razão, ainda não vemos.

[11] 00:52sometimes that's all it is -- bold and bizarre,
Quando alguém formula uma ideia arrojada e bizarra,

[12] 00:54but it has nothing to do with the world around us.
por vezes é apenas isso: arrojada e bizarra,

[13] 00:57This particular idea, however --
mas não tem nada a ver com o mundo que nos rodeia.

[14] 00:59although we don't yet know whether it's right or wrong,
Esta ideia em particular, no entanto,

[15] 01:02and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,
embora ainda não saibamos se está certa ou errada

[16] 01:05may tell us whether it's right or wrong --
- e no fim irei analisar experiências que, nos próximos anos,

[17] 01:07this idea has had a major impact on physics in the last century
poderão dizer-nos se está certa ou errada -

[18] 01:11and continues to inform a lot of cutting-edge research.
esta ideia teve um enorme impacto na física no último século

[19] 01:14So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.
e continua a guiar muita da investigação de ponta.

[20] 01:18So where do we go?
Gostaria de vos contar um pouco da história destas dimensões extra.

[21] 01:20To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.
Então, onde vamos?

[22] 01:23This is a year when Einstein is basking in the glow
Para começar, precisamos de um pouco de história. Voltemos a 1907.

[23] 01:27of having discovered the special theory of relativity
É o ano em que Einstein está a gozar os louros

[24] 01:30and decides to take on a new project,
de ter descoberto a teoria restrita da relatividade

[25] 01:33to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.
e decide embarcar num novo projeto:

[26] 01:40And in that moment, there are many people around
tentar perceber completamente a grande e ubíqua força da gravidade.

[27] 01:43who thought that that project had already been resolved.
E, naquela altura, havia muitas pessoas

[28] 01:47Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s
que acreditavam que esse projeto já tinha sido resolvido.

[29] 01:50that works well, describes the motion of planets,
Newton tinha dado ao mundo a teoria da gravidade no fim do século XVII

[30] 01:54the motion of the moon and so forth,
que funciona bem, descreve o movimento dos planetas,

[31] 01:56the motion of apocryphal of apples falling from trees,
o movimento da Lua e assim por diante,

[32] 01:59hitting people on the head.
o movimento de maçãs fictícias que caem das árvores

[33] 02:01All of that could be described using Newton's work.
e acertam na cabeça das pessoas.

[34] 02:03But Einstein realized that Newton had left something out of the story,
Tudo isso podia ser descrito usando o trabalho de Newton.

[35] 02:07because even Newton had written
Mas Einstein percebeu que Newton tinha deixado algo fora da história,

[36] 02:10that although he understood how to calculate the effect of gravity,
porque até Newton tinha escrito

[37] 02:15he'd been unable to figure out how it really works.
que, embora percebesse como calcular o efeito da gravidade,

[38] 02:18How is it that the Sun, 93 million miles away,
era incapaz de perceber como realmente funciona.

[39] 02:21[that] somehow it affects the motion of the Earth?
Como é que o Sol, a 149 milhões de quilómetros de distância,

[40] 02:24How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?
de alguma forma afeta o movimento da Terra.

[41] 02:28And that is a task to which Einstein set himself --
Como é que o Sol atravessa o espaço vazio e inerte e exerce influência?

[42] 02:31to figure out how gravity works.
Essa é a tarefa a que Einstein se propôs:

[43] 02:34And let me show you what it is that he found.
perceber como a gravidade funciona.

[44] 02:37So Einstein found
Vou mostrar-vos o que foi que descobriu.

[45] 02:38that the medium that transmits gravity is space itself.
Einstein descobriu

[46] 02:42The idea goes like this:
que o meio que transmite a gravidade é o próprio espaço.

[47] 02:44imagine space is a substrate of all there is.
A ideia é esta:

[48] 02:46Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.
imaginem que o espaço é um substrato de tudo que existe.

[49] 02:50But if there is matter in the environment, such as the Sun,
Einstein disse que o espaço é delicado e plano, se não houver matéria presente.

[50] 02:54it causes the fabric of space to warp, to curve.
Mas se houver matéria no ambiente, tal como o Sol,

[51] 02:58And that communicates the force of gravity.
isso obriga o tecido do espaço a deformar-se, a curvar.

[52] 03:00Even the Earth warps space around it.
E isso comunica a força da gravidade.

[53] 03:03Now look at the Moon.
Até a Terra deforma o espaço à sua volta.

[54] 03:05The Moon is kept in orbit, according to these ideas,
Agora olhem para a Lua.

[55] 03:08because it rolls along a valley in the curved environment
A Lua mantém-se em órbita, de acordo com estas ideias,

[56] 03:11that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.
porque viaja ao longo de um vale no ambiente curvado

[57] 03:16We go to a full-frame view of this.
que o Sol, a Lua e a Terra conseguem criar em virtude da sua presença.

[58] 03:19The Earth itself is kept in orbit
Podemos ver uma vista completa disto.

[59] 03:21because it rolls along a valley in the environment that's curved
A própria Terra mantém-se em órbita

[60] 03:25because of the Sun's presence.
porque viaja ao longo de um vale no ambiente curvado

[61] 03:27That is this new idea about how gravity actually works.
pela presença do Sol.

[62] 03:32Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.
Esta é a nova ideia de como a gravidade realmente funciona.

[63] 03:37It really works. It describes the data.
Esta ideia foi testada em 1919 através de observações astronómicas.

[64] 03:40And this gained Einstein prominence around the world.
Funciona mesmo. Descreve os dados.

[65] 03:44And that is what got Kaluza thinking.
E isto deu a Einstein um grande destaque em todo o mundo.

[66] 03:48He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.
E foi isso que deixou Kaluza a pensar.

[67] 03:52That's one theory
Tal como Einstein, ele procurava aquilo a que chamamos de "teoria unificada".

[68] 03:54that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,
É uma teoria capaz de descrever todas as forças da natureza

[69] 03:58one set of principles, one master equation, if you will.
a partir de um conjunto de ideias, um conjunto de princípios,

[70] 04:02So Kaluza said to himself,
uma equação-mestra, se quiserem.

[71] 04:04Einstein has been able to describe gravity
Então Kaluza disse a si próprio,

[72] 04:07in terms of warps and curves in space --
Einstein conseguiu descrever a gravidade

[73] 04:09in fact, space and time, to be more precise.
em termos de deformações e curvas no espaço,

[74] 04:12Maybe I can play the same game with the other known force,
na verdade, espaço e tempo, para ser mais preciso.

[75] 04:17which was, at that time, known as the electromagnetic force --
Talvez eu possa jogar o mesmo jogo com a outra força conhecida,

[76] 04:20we know of others today, but at that time
que era, naquela altura, conhecida como a força eletromagnética,

[77] 04:22that was the only other one people were thinking about.
hoje conhecemos outras mas, naquela altura,

[78] 04:24You know, the force responsible for electricity
era a única força em que as pessoas pensavam,

[79] 04:26and magnetic attraction and so forth.
as forças responsáveis pela eletricidade

[80] 04:28So Kaluza says, maybe I can play the same game
e a atração magnética, e por aí em diante.

[81] 04:31and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.
Kaluza diz, talvez eu possa jogar o mesmo jogo

[82] 04:35That raised a question: warps and curves in what?
e descrever a força eletromagnética em termos de deformações e curvas.

[83] 04:38Einstein had already used up space and time,
Isso levantou a questão: deformações e curvas em quê?

[84] 04:43warps and curves, to describe gravity.
Einstein já tinha usado o espaço e o tempo,

[85] 04:45There didn't seem to be anything else to warp or curve.
deformações e curvas, para descrever a gravidade.

[86] 04:48So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.
Não parecia haver mais nada para deformar ou curvar.

[87] 04:53He said, if I want to describe one more force,
Então Kaluza disse, bem, talvez existam mais dimensões de espaço.

[88] 04:55maybe I need one more dimension.
Ele disse, se eu quiser descrever mais uma força,

[89] 04:57So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,
talvez precise de mais uma dimensão.

[90] 05:01and imagined that electromagnetism was warps and curves
Então imaginou que o mundo tinha quatro dimensões de espaço, não três,

[91] 05:05in that fourth dimension. Now here's the thing:
e imaginou que o eletromagnetismo era deformações e curvas

[92] 05:07when he wrote down the equations describing warps and curves
nessa quarta dimensão.

[93] 05:10in a universe with four space dimensions, not three,
Quando escreveu as equações que descreviam deformações e curvas

[94] 05:13he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --
num universo com quatro dimensões espaciais, em vez de três,

[95] 05:17those were for gravity --
descobriu as equações antigas que Einstein já havia derivado em três dimensões

[96] 05:18but he found one more equation because of the one more dimension.
- essas eram para a gravidade -

[97] 05:22And when he looked at that equation,
mas ele descobriu mais uma equação devido à dimensão adicional.

[98] 05:24it was none other than the equation
E quando olhou para essa equação,

[99] 05:26that scientists had long known to describe the electromagnetic force.
não era outra senão a equação que os cientistas já conheciam há muito

[100] 05:29Amazing -- it just popped out.
e que descreve a força eletromagnética.

[101] 05:31He was so excited by this realization
Fantástico, simplesmente apareceu.

[102] 05:34that he ran around his house screaming, "Victory!" --
Ficou tão entusiasmado com esta descoberta

[103] 05:37that he had found the unified theory.
que correu pela casa a gritar, "Vitória!",

[104] 05:40Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.
que tinha descoberto a teoria unificada.

[105] 05:47He, in fact --
Obviamente, Kaluza era um homem que levava a teoria muito a sério.

[106] 05:48there is a story that when he wanted to learn how to swim,
De facto, há uma história que relata

[107] 05:51he read a book, a treatise on swimming --
que, quando quis aprender a nadar,

[108] 05:54(Laughter)
leu um livro, um tratado sobre natação...

[109] 05:55-- then dove into the ocean.
(Risos)

[110] 05:57This is a man who would risk his life on theory.
... e depois mergulhou no oceano.

[111] 06:00Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,
Este é um homem que arriscaria a sua vida pela teoria.

[112] 06:04two questions immediately arise from his observation.
Agora, para aqueles que são um pouco mais inclinados para a prática,

[113] 06:07Number one: if there are more dimensions in space, where are they?
surgem imediatamente duas questões desta observação.

[114] 06:11We don't seem to see them.
Primeiro: se há mais dimensões no espaço, onde estão?

[115] 06:13And number two: does this theory really work in detail,
Não parece que as consigamos ver.

[116] 06:17when you try to apply it to the world around us?
Segundo: será que essa teoria realmente funciona de forma detalhada,

[117] 06:20Now, the first question was answered in 1926
quando se tenta aplicá-la ao mundo à nossa volta?

[118] 06:24by a fellow named Oskar Klein.
A primeira questão foi respondida em 1926

[119] 06:26He suggested that dimensions might come in two varieties --
por um colega chamado Oskar Klein.

[120] 06:30there might be big, easy-to-see dimensions,
Ele sugeriu que as dimensões podiam existir em duas variedades:

[121] 06:33but there might also be tiny, curled-up dimensions,
podia haver dimensões grandes, fáceis de ver,

[122] 06:36curled up so small, even though they're all around us,
mas também podia haver dimensões pequenas e enroladas.

[123] 06:39that we don't see them.
tão enroladas que, mesmo estando à nossa volta,

[124] 06:41Let me show you that one visually.
não as conseguimos ver.

[125] 06:43So, imagine you're looking at something
Vou mostrá-las visualmente.

[126] 06:45like a cable supporting a traffic light.
Imaginem que estão a olhar para uma coisa

[127] 06:47It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --
como um cabo que suporta um semáforo.

[128] 06:50but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,
Isto é Manhattan. Estão no Central Park - isso é um pouco irrelevante -

[129] 06:54but you and I all know that it does have some thickness.
o cabo parece ter uma só dimensão quando visto à distância,

[130] 06:57It's very hard to see it, though, from far away.
mas tanto eu como vocês sabemos que tem espessura,

[131] 06:59But if we zoom in and take the perspective of, say,
mas é muito difícil de ver de longe.

[132] 07:01a little ant walking around --
Mas se ampliarmos e tomarmos a perspetiva de, digamos,

[133] 07:03little ants are so small that they can access all of the dimensions --
uma formiga a andar em volta dele,

[134] 07:06the long dimension,
- as formigas são tão pequenas que acedem a todas as dimensões

[135] 07:08but also this clockwise, counter-clockwise direction.
a dimensão longa,

[136] 07:11And I hope you appreciate this.
mas também esta direção horária e anti-horária.

[137] 07:13It took so long to get these ants to do this.
Espero que deem valor a isto.

[138] 07:15(Laughter)
Demorou tanto tempo até conseguir que as formigas fizessem isto.

[139] 07:16But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:
Mas isto ilustra o facto de as dimensões poderem ser de dois tipos:

[140] 07:19big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us
grandes e pequenas.

[141] 07:23are the ones that we can easily see,
E a ideia de que as grandes dimensões à nossa volta

[142] 07:25but there might be additional dimensions curled up,
são aquelas que conseguimos ver facilmente,

[143] 07:28sort of like the circular part of that cable,
mas poderão existir dimensões adicionais, enroladas,

[144] 07:30so small that they have so far remained invisible.
um pouco como a parte circular daquele cabo,

[145] 07:34Let me show you what that would look like.
tão pequenas que até este momento permaneceram invisíveis.

[146] 07:36So, if we take a look, say, at space itself --
Vou mostrar qual pode ser o aspeto delas.

[147] 07:39I can only show, of course, two dimensions on a screen.
Então, se olharmos, digamos, para o próprio espaço.

[148] 07:43Some of you guys will fix that one day,
Claro que só posso mostrar duas dimensões num ecrã

[149] 07:45but anything that's not flat on a screen is a new dimension,
- um dia isso vai ser corrigido -

[150] 07:47goes smaller, smaller, smaller,
mas tudo que não é plano num ecrã é uma nova dimensão,

[151] 07:49and way down in the microscopic depths of space itself,
diminuímos, diminuímos, diminuímos,

[152] 07:53this is the idea,
até às profundezas microscópicas do próprio espaço.

[153] 07:54you could have additional curled up dimensions --
A ideia é esta:

[154] 07:56here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.
podemos ter novas dimensões enroladas.

[155] 07:59But if you were a little ultra microscopic ant walking around,
Aqui temos uma pequena forma circular, tão pequena que não a vemos.

[156] 08:03you could walk in the big dimensions that we all know about --
Mas se fossem uma formiga ultramicroscópica a passear,

[157] 08:05that's like the grid part --
podiam andar nas grandes dimensões que todos conhecemos

[158] 08:07but you could also access the tiny curled-up dimension
- esta é a parte da grelha -

[159] 08:10that's so small that we can't see it with the naked eye
mas também podiam aceder à pequena dimensão enrolada

[160] 08:12or even with any of our most refined equipment.
que é tão pequena que não a podemos ver a olho nu

[161] 08:15But deeply tucked into the fabric of space itself,
nem com nenhum dos nossos equipamentos mais refinados.

[162] 08:18the idea is there could be more dimensions, as we see there.
Mas profundamente aconchegadas no próprio tecido do espaço,

[163] 08:22Now that's an explanation
a ideia é que podem existir mais dimensões, como podemos ver ali.

[164] 08:26about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.
Agora, isso é uma explicação

[165] 08:30But what about the second question that I asked:
de como o universo pode ter mais dimensões do que aquelas que vemos.

[166] 08:33does the theory actually work
Mas quanto à segunda questão que levantei:

[167] 08:35when you try to apply it to the real world?
será que a teoria de facto funciona

[168] 08:37Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others
quando a tentamos aplicar ao mundo real?

[169] 08:40worked on trying to refine this framework
Acontece que Einstein, Kaluza e muitos outros

[170] 08:45and apply it to the physics of the universe
trabalharam na tentativa de refinar esta infraestrutura

[171] 08:48as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.
e aplicá-la à física do universo

[172] 08:52In detail, for instance,
tal como era compreendida naquela altura, e não funcionou.

[173] 08:53they couldn't get the mass of the electron
Por exemplo, não conseguiram fazer

[174] 08:55to work out correctly in this theory.
com que a massa do eletrão funcionasse corretamente nesta teoria.

[175] 08:57So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,
Muitas pessoas trabalharam nela mas, pelos anos 40 e, seguramente, nos anos 50,

[176] 09:02this strange but very compelling idea
esta ideia estranha mas muito atraente

[177] 09:06of how to unify the laws of physics had gone away.
de como unificar as leis da física tinha-se perdido.

[178] 09:09Until something wonderful happened in our age.
Até que algo maravilhoso aconteceu na nossa época.

[179] 09:13In our era, a new approach to unify the laws of physics
Na nossa era, uma nova abordagem para unificar as leis da física

[180] 09:17is being pursued by physicists such as myself,
está a ser tentada por físicos como eu,

[181] 09:19many others around the world,
muitos outros pelo mundo fora,

[182] 09:21it's called superstring theory, as you were indicating.
chamada Teoria das Supercordas, como tinha indicado.

[183] 09:24And the wonderful thing is that superstring theory
A coisa mais admirável é que a teoria das supercordas

[184] 09:28has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,
não tem nada a ver, à primeira vista, com esta ideia de dimensões extra,

[185] 09:32but when we study superstring theory,
mas quando estudamos a teoria das supercordas

[186] 09:35we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.
percebemos que ressuscita a ideia numa nova forma cintilante.

[187] 09:38So, let me just tell you how that goes.
Então vou dizer-lhes do que se trata.

[188] 09:40Superstring theory -- what is it?
Teoria das Supercordas: o que é?

[189] 09:42Well, it's a theory that tries to answer the question:
É uma teoria que tenta responder à questão:

[190] 09:44what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents
quais são os elementos básicos, fundamentais, indivisíveis

[191] 09:49making up everything in the world around us?
que constituem tudo no mundo à nossa volta?

[192] 09:53The idea is like this.
A ideia é assim.

[193] 09:55So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,
Imaginem que olham para um objeto familiar, como uma vela num castiçal,

[194] 10:00and imagine that we want to figure out what it is made of.
e imaginem que queremos perceber de que é feito.

[195] 10:03So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.
Iniciamos uma viagem até ao interior do objeto

[196] 10:07So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.
e examinamos os seus componentes.

[197] 10:11We also all know that atoms are not the end of the story.
Bem lá no fundo - todos sabemos que, se forem mesmo fundo, temos átomos.

[198] 10:14They have little electrons that swarm around a central nucleus
Todos sabemos também que os átomos não são o fim da história.

[199] 10:18with neutrons and protons.
Têm pequenos eletrões, como um enxame, à volta dum núcleo central

[200] 10:19Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.
com neutrões e protões.

[201] 10:24That is where conventional ideas stop.
Até os neutrões e protões têm partículas mais pequenas no seu interior

[202] 10:27Here is the new idea of string theory.
conhecidas por "quarks".

[203] 10:29Deep inside any of these particles, there is something else.
É aqui que terminam as ideias convencionais.

[204] 10:34This something else is this dancing filament of energy.
Esta é a nova ideia da teoria das cordas.

[205] 10:37It looks like a vibrating string --
Bem no interior de cada uma destas partículas, há mais qualquer coisa.

[206] 10:39that's where the idea, string theory comes from.
Essa coisa é este filamento dançante de energia.

[207] 10:41And just like the vibrating strings that you just saw in a cello
Parece uma corda que vibra

[208] 10:44can vibrate in different patterns,
- é daqui que parte a ideia da teoria das cordas.

[209] 10:46these can also vibrate in different patterns.
E, tal como as cordas vibrantes que acabaram de ver num violoncelo

[210] 10:48They don't produce different musical notes.
podem vibrar em diferentes padrões,

[211] 10:50Rather, they produce the different particles making up the world around us.
também estes podem vibrar em diferente padrões.

[212] 10:54So if these ideas are correct,
Não produzem notas musicais diferentes.

[213] 10:55this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.
Produzem antes as diferentes partículas que formam o mundo à nossa volta.

[214] 11:00It's built up of a huge number
Se estas ideias estiverem corretas,

[215] 11:02of these little tiny filaments of vibrating energy,
é este o aspeto da paisagem ultramicroscópia do universo.

[216] 11:06vibrating in different frequencies.
É constituída por um número enorme

[217] 11:08The different frequencies produce the different particles.
destes pequeníssimos filamentos de energia vibrante,

[218] 11:11The different particles are responsible
a vibrar em frequências diferentes.

[219] 11:14for all the richness in the world around us.
As diferentes frequências produzem as diferentes partículas.

[220] 11:17And there you see unification,
As diferentes partículas são responsáveis

[221] 11:19because matter particles, electrons and quarks,
por toda a riqueza do mundo à nossa volta.

[222] 11:22radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.
E aí pode ver-se a unificação,

[223] 11:28So matter and the forces of nature all are put together
porque partículas de matéria, eletrões e "quarks",

[224] 11:32under the rubric of vibrating strings.
partículas de radiação, fotões, gravitões, todos são constituídos de uma só entidade.

[225] 11:34And that's what we mean by a unified theory.
Então a matéria e as forças da natureza são todas colocadas

[226] 11:38Now here is the catch.
sob a rúbrica de cordas vibratórias.

[227] 11:40When you study the mathematics of string theory,
E é isso que queremos dizer com teoria unificada.

[228] 11:43you find that it doesn't work
Mas há um problema.

[229] 11:45in a universe that just has three dimensions of space.
Quanto estudamos a matemática da teoria das cordas

[230] 11:48It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.
percebemos que não funciona num universo

[231] 11:52Finally, you can study the equations, and show that it works
que só tenha três dimensões espaciais.

[232] 11:56only in a universe that has 10 dimensions of space
Não funciona num universo com quatro dimensões espaciais,

[233] 12:00and one dimension of time.
nem cinco, nem seis.

[234] 12:02It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --
Por fim, podemos estudar as equações, e mostrar que só funcionam

[235] 12:07that our world, when appropriately described,
num universo que tenha 10 dimensões espaciais

[236] 12:10has more dimensions than the ones that we see.
e uma dimensão temporal.

[237] 12:13Now you might think about that and say, well,
Leva-nos precisamente à ideia de Kaluza e Klein

[238] 12:16OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,
de que o nosso mundo, quando descrito de forma apropriada,

[239] 12:19yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.
tem mais dimensões do que aquelas que vemos.

[240] 12:23But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,
Podem pensar nisso e dizer:

[241] 12:26and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.
"Ok, se existem dimensões adicionais, e estas estão mesmo muito enroladas,

[242] 12:31One of the other predictions of string theory --
certo, talvez não as possamos ver se forem suficientemente pequenas.

[243] 12:34no, that's not one of the other predictions of string theory.
Mas se houver uma minúscula civilização de pessoas verdes lá em baixo,

[244] 12:37(Laughter)
e os fizerem suficientemente pequenos e não os pudermos ver, isso é verdade?"

[245] 12:38But it raises the question:
Uma das outras previsões da teoria das cordas?

[246] 12:40are we just trying to hide away these extra dimensions,
Não, essa não é uma das outras previsões da teoria das cordas.

[247] 12:42or do they tell us something about the world?
(Risos)

[248] 12:45In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.
Mas levanta a questão:

[249] 12:49First is, many of us believe that these extra dimensions
estaremos apenas a esconder essas dimensões extra,

[250] 12:53hold the answer to what perhaps is the deepest question
ou elas dizem-nos algo acerca do mundo?

[251] 12:57in theoretical physics, theoretical science.
No tempo que resta, gostaria de vos falar sobre duas das suas características.

[252] 13:00And that question is this: when we look around the world,
A primeira é que muitos de nós acreditamos que estas dimensões adicionais

[253] 13:04as scientists have done for the last hundred years,
contêm a resposta do que é, talvez, a mais profunda questão

[254] 13:06there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.
em física teórica, em ciência teórica.

[255] 13:10These are numbers like the mass of the particles,
Essa questão é a seguinte: quando olhamos para o mundo que nos rodeia,

[256] 13:13like electrons and quarks, the strength of gravity,
tal como os cientistas têm feito ao longo dos últimos 100 anos,

[257] 13:15the strength of the electromagnetic force --
parece haver cerca de 20 números que realmente descrevem o universo.

[258] 13:17a list of about 20 numbers
São números como a massa das partículas,

[259] 13:19that have been measured with incredible precision,
como eletrões e "quarks", a força da gravidade,

[260] 13:22but nobody has an explanation
a força do eletromagnetismo

[261] 13:24for why the numbers have the particular values that they do.
- uma lista com cerca de 20 números

[262] 13:28Now, does string theory offer an answer?
que foram medidos com precisão incrível,

[263] 13:31Not yet.
mas ninguém tem uma explicação

[264] 13:32But we believe the answer for why those numbers have the values they do
para o porquê destes números terem os exatos valores que têm.

[265] 13:36may rely on the form of the extra dimensions.
A teoria das cordas oferece uma resposta?

[266] 13:39And the wonderful thing is, if those numbers
Ainda não.

[267] 13:41had any other values than the known ones,
Mas acreditamos que a a razão de estes números terem o valor que têm

[268] 13:44the universe, as we know it, wouldn't exist.
pode estar na forma destas dimensões extra.

[269] 13:47This is a deep question.
E o que é maravilhoso é que, se estes números

[270] 13:48Why are those numbers so finely tuned
tivessem quaisquer valores diferentes dos conhecidos,

[271] 13:50to allow stars to shine and planets to form,
o universo, tal como o conhecemos, não existiria.

[272] 13:52when we recognize that if you fiddle with those numbers --
Esta é uma questão profunda.

[273] 13:55if I had 20 dials up here
Por que razão estes números são tão afinados

[274] 13:57and I let you come up and fiddle with those numbers,
que permitem que as estrelas brilhem e os planetas se formem,

[275] 13:59almost any fiddling makes the universe disappear.
quando reconhecemos que se mexermos com esses números

[276] 14:03So can we explain those 20 numbers?
- se eu tivesse aqui 20 botões aqui

[277] 14:06And string theory suggests that those 20 numbers
e vos deixasse vir aqui e mexer nesses números,

[278] 14:08have to do with the extra dimensions.
quase qualquer alteração faria o universo desaparecer.

[279] 14:10Let me show you how.
Será que conseguimos explicar esses 20 números?

[280] 14:12So when we talk about the extra dimensions in string theory,
A teoria das cordas sugere que esses 20 números

[281] 14:16it's not one extra dimension,
estão relacionados com as dimensões extra.

[282] 14:18as in the older ideas of Kaluza and Klein.
Vou mostrar-vos como.

[283] 14:22This is what string theory says about the extra dimensions.
Quando falamos das dimensões extra na teoria das cordas,

[284] 14:25They have a very rich, intertwined geometry.
não é uma dimensão extra,

[285] 14:28This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --
como nas ideias antigas de Kaluza e Klein.

[286] 14:32name isn't all that important.
Isto é o que diz a teoria das cordas sobre as dimensões extra.

[287] 14:34But, as you can see,
Têm uma geometria entrelaçada e muito rica.

[288] 14:36the extra dimensions fold in on themselves
Este é um exemplo de algo conhecido como uma forma Calabi-Yau

[289] 14:39and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.
- o nome não é lá muito importante.

[290] 14:43And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,
Mas como podem ver,

[291] 14:48then the microscopic landscape of our universe all around us
as dimensões extra dobram-se sobre si mesmas

[292] 14:52would look like this on the tiniest of scales.
e entrelaçam-se numa forma, numa estrutura muito interessante.

[293] 14:54When you swing your hand,
A ideia é que, se é assim que são as dimensões adicionais,

[294] 14:55you'd be moving around these extra dimensions over and over again,
então a paisagem microscópica do nosso universo, a toda a nossa volta,

[295] 14:58but they're so small that we wouldn't know it.
seria assim na mais pequena das escalas.

[296] 15:00So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?
Quando balançam a mão, estariam a mover-se, uma e outra vez,

[297] 15:03Consider this. If you look at the instrument, a French horn,
por estas dimensões extra, mas são tão pequenas que não o saberíamos.

[298] 15:06notice that the vibrations of the airstreams
Então, qual é a implicação física relevante para estes 20 números.

[299] 15:09are affected by the shape of the instrument.
Considerem o seguinte: Olhem para um instrumento, a trompa.

[300] 15:11Now in string theory,
Reparem que as vibrações dos fluxos de ar

[301] 15:13all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.
são afetadas pela forma do instrumento.

[302] 15:16So just as those airstreams
Na teoria das cordas,

[303] 15:18are affected by the twists and turns in the instrument,
todos os números são reflexos da forma como as cordas podem vibrar.

[304] 15:21strings themselves will be affected
Então, tal como aqueles fluxos de ar

[305] 15:23by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.
são afetados pelas curvas e contracurvas do instrumento,

[306] 15:27So let me bring some strings into the story.
as próprias cordas serão afetadas

[307] 15:29And if you watch these little fellows vibrating around --
pelos padrões vibratórios na geometria através da qual se movem.

[308] 15:32they'll be there in a second -- right there,
Então vou trazer algumas cordas para a história.

[309] 15:34notice that they way they vibrate is affected
E se repararem nessas cordas a vibrar

[310] 15:36by the geometry of the extra dimensions.
- vão já aparecer ali -

[311] 15:38So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --
reparem como a forma como vibram

[312] 15:41we don't yet, but if we did --
é afetada pela geometria dessas dimensões adicionais.

[313] 15:43we should be able to calculate the allowed notes,
Se soubéssemos exatamente qual o aspeto dessas dimensões extra

[314] 15:46the allowed vibrational patterns.
- ainda não sabemos, mas se soubéssemos -

[315] 15:48And if we could calculate the allowed vibrational patterns,
devíamos ser capazes de calcular as notas permitidas,

[316] 15:51we should be able to calculate those 20 numbers.
os padrões vibratórios permitidos.

[317] 15:54And if the answer that we get from our calculations
Se pudéssemos calcular os padrões vibratórios permitidos,

[318] 15:58agrees with the values of those numbers
devíamos poder calcular esses 20 números.

[319] 16:00that have been determined
Se a resposta que obtivermos dos nossos cálculos

[320] 16:02through detailed and precise experimentation,
concordar com os valores desses números

[321] 16:05this in many ways would be the first fundamental explanation
que foram determinados por experiências detalhadas e precisas,

[322] 16:10for why the structure of the universe is the way it is.
isto podia, de várias formas, ser a primeira explicação fundamental

[323] 16:15Now, the second issue that I want to finish up with is:
para o porquê da estrutura do universo ser como é.

[324] 16:18how might we test for these extra dimensions more directly?
Agora, a segunda questão com que quero terminar é:

[325] 16:23Is this just an interesting mathematical structure
como poderemos nós testar estas dimensões extra mais directamente?

[326] 16:26that might be able to explain
Será isto uma estrutura matemática interessante

[327] 16:28some previously unexplained features of the world,
que pode ser capaz de explicar

[328] 16:33or can we actually test for these extra dimensions?
algumas características do mundo que estavam por explicar,

[329] 16:36And we think -- and this is, I think, very exciting --
ou podemos mesmo testar estas dimensões extra?

[330] 16:38that in the next five years or so we may be able to test
E nós pensamos - e acho isto muito entusiasmante -

[331] 16:42for the existence of these extra dimensions.
que talvez nos próximos cinco anos poderemos ser capazes de testar

[332] 16:45Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,
a existência destas dimensões extra.

[333] 16:49a machine is being built called the Large Hadron Collider.
É assim: no CERN, em Genebra, Suíça,

[334] 16:53It's a machine that will send particles around a tunnel,
está a ser construída uma máquina chamada Grande Colisionador de Hadrões.

[335] 16:56opposite directions, near the speed of light.
É uma máquina que vai enviar partículas às voltas num túnel,

[336] 16:58Every so often those particles will be aimed at each other,
em direções opostas, quase à velocidade da luz.

[337] 17:02so there's a head-on collision.
De vez em quando essas partículas encaminham-se umas para as outras,

[338] 17:04The hope is that if the collision has enough energy,
e ocorre uma colisão frontal.

[339] 17:08it may eject some of the debris from the collision
A esperança é que, se a colisão tiver energia suficiente,

[340] 17:11from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.
pode ejectar para fora das nossas dimensões alguns dos restos da colisão,

[341] 17:16How would we know it?
forçando-os a entrar nas outras dimensões.

[342] 17:18Well, we'll measure the amount of energy after the collision,
Como é que o vamos saber?

[343] 17:21compare it to the amount of energy before,
Bem, vamos medir a quantidade de energia após a colisão,

[344] 17:23and if there's less energy after the collision than before,
compará-la com a quantidade de energia antes

[345] 17:27this will be evidence that the energy has drifted away.
e, se houver menos energia depois da colisão do que antes,

[346] 17:29And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,
isto será uma prova de que a energia se dissipou.

[347] 17:32this will be evidence that the extra dimensions are there.
Se se dissipar no padrão correto que nós possamos calcular,

[348] 17:35Let me show you that idea visually.
será a prova que as dimensões extra estão lá.

[349] 17:37So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --
Vou mostrar esta ideia visualmente.

[350] 17:40that's the kind of debris we expect to be ejected out,
Imaginem que temos um certo tipo de partícula chamada gravitão

[351] 17:44if the extra dimensions are real.
- é o tipo de restos que esperamos que sejam emitidos

[352] 17:46But here's how the experiment will go.
se as dimensões extra forem reais.

[353] 17:47You take these particles. You slam them together.
Mas a experiência vai ser assim:

[354] 17:50You slam them together, and if we are right,
Pega-se nestas partículas.

[355] 17:52some of the energy of that collision
Colidem umas contra as outras e, se estivermos corretos,

[356] 17:54will go into debris that flies off into these extra dimensions.
alguma da energia dessa colisão

[357] 17:58So this is the kind of experiment
voará em direção a essas dimensões extra.

[358] 18:00that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.
É este o tipo de experiências

[359] 18:04And if this experiment bears fruit,
que veremos nos próximos cinco, sete a dez anos, aproximadamente.

[360] 18:07if we see that kind of particle ejected
E se esta experiência der frutos,

[361] 18:10by noticing that there's less energy in our dimensions
se virmos este tipo de partículas emitidas,

[362] 18:13than when we began,
ao repararmos que há menos energia nas nossas dimensões

[363] 18:15this will show that the extra dimensions are real.
do que quando começámos,

[364] 18:18And to me this is a really remarkable story,
isto mostrará que as dimensões extra são reais.

[365] 18:21and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --
Quanto a mim, esta é uma história e uma oportunidade realmente notáveis.

[366] 18:25didn't provide anything but an arena, a stage
Voltando atrás, a Newton,

[367] 18:27in which the events of the universe take place.
o espaço absoluto não fornecia nada mais do que uma arena, um palco

[368] 18:29Einstein comes along and says,
no qual os eventos do universo têm lugar.

[369] 18:31well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.
Einstein aparece e diz:

[370] 18:34And now string theory comes along and says,
"O espaço e o tempo podem deformar-se e curvar-se. É isso que é a gravidade".

[371] 18:38yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,
E agora aparece a teoria das cordas e diz:

[372] 18:41all together in one package,
"Sim, a gravidade, a mecânica quântica, o eletromagnetismo,

[373] 18:43but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.
todos juntos num só pacote,

[374] 18:47And this is an experiment that may test for them in our lifetime.
mas só se o universo tiver mais dimensões do que aquelas que vemos.

[375] 18:52Amazing possibility.
E esta é a experiência que pode testá-las no nosso tempo de vida.

[376] 18:54Thank you very much.
Uma possibilidade fantástica.

[377] 18:56(Applause)
Muito obrigado.