A theory of everything
Garrett Lisi

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Letras em português

Veloc.:

Letra e Tradução
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00:21Whoa, dude. Check out those killer equations. Sweet. (Laughter)
Nossa, cara! Olha estas equações iradas! Animal!

00:30Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can
Na verdade, pelos próximos 18 minutos vou fazer o melhor que posso

00:34to describe the beauty of particle physics without equations.
para descrever a beleza da física de partículas sem nenhuma equação.

00:38It turns out there's a lot we can learn from coral.
Acontece que existe muito que podemos aprender em um coral.

00:41Coral is a very beautiful and unusual animal.
O coral é um animal muito bonito e excêntrico.

00:44Each coral head consists of thousand of individual polyps.
Cada cabeça de coral consiste de milhares de pólipos individuais.

00:48These polyps are continually budding and branching
Estes pólipos estão continuamente brotando e multiplicando

00:50into genetically identical neighbors.
em vizinhos geneticamente idênticos.

00:53If we imagine this to be a hyper-intelligent coral,
Se imaginarmos isto como um coral hiper-inteligente,

00:55we can single out an individual and ask him a reasonable question.
podemos isolar um indivíduo e perguntar a ele uma questão racional.

00:59We can ask how exactly he got to be in this particular location
Podemos perguntar como exatamente ele calhou estar naquele lugar em particular

01:02compared to his neighbors --
em relação a seus vizinhos --

01:04if it was just chance, or destiny, or what?
-- se foi acaso, ou destino, ou o quê?

01:08Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,
Agora, depois de nos xingar por aumentar a temperatura,

01:11he would tell us that our question was completely stupid.
ele nos diria que nossa questão é completamente estúpida.

01:15These corals can be quite kind of mean, you see,
Estes corais podem ser bem grosseiros, como vemos,

01:17and I have surfing scars to prove that.
e eu tenho cicatrizes de surfe para provar.

01:20But this polyp would continue and tell us
Mas este pólipo continuaria e nos diria

01:21that his neighbors were quite clearly identical copies of him.
que seus vizinhos eram claramente cópias idênticas dele.

01:25That he was in all these other locations as well,
Que ele estava em todos esses outros lugares também,

01:27but experiencing them as separate individuals.
mas experimentando-os como indivíduos separados.

01:30For a coral, branching into different copies
Para um coral, multiplicar-se em cópias diferentes

01:33is the most natural thing in the world.
é a coisa mais natural do mundo.

01:35Unlike us, a hyper-intelligent coral would be uniquely prepared
Diferente de nós, um coral hiper-inteligente estaria extremamente preparado

01:39to understand quantum mechanics.
para entender a mecânica quântica.

01:42The mathematics of quantum mechanics very accurately
A matemática da mecânica quântica descreve muito precisamente

01:44describes how our universe works.
como nosso universo funciona.

01:46And it tells us our reality is continually branching
E ela nos diz que nossa realidade está continuamente multiplicando

01:49into different possibilities, just like a coral.
em diferentes possibilidades, exatamente como um coral.

01:53It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,
É algo esquisito para a mente humana entender,

01:55since we only ever get to experience one possibility.
já que nós só temos oportunidade de experimentar uma possibilidade.

01:58This quantum weirdness was first described
Essa esquisitice quântica foi descrita pela primeira vez

02:00by Erwin Schrödinger and his cat.
por Erwin Schrödinger e seu gato.

02:02The cat likes this version better.
O gato gosta mais desta versão.

02:04(Laughter)
(Risos)

02:08In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample
Neste experimento, Schrödinger está em uma caixa com uma amostra radioativa

02:11that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state
que, pelas leis da mecânica quântica, deriva para um estado

02:14in which it is radiated and a state in which it is not.
em que está irradiando e um estado em que não está.

02:18(Laughter)
(Risos)

02:22In the branch in which the sample radiates,
No estado em que a amostra irradia,

02:23it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.
ele dispara um gatilho que libera veneno e Schrödinger está morto.

02:27But in the other branch of reality, he remains alive.
Mas na outra versão da realidade, ele permanece vivo.

02:30These realities are experienced separately by each individual.
Estas realidades são experimentadas separadamente por cada indivíduo.

02:33As far as either can tell, the other one doesn't exist.
Tanto quanto cada um percebe, o outro não existe.

02:36This seems weird to us, because each of us
Isto parece estranho para nós, porque cada um de nós

02:38only experiences an individual existence,
experimenta apenas uma existência individual,

02:40and we don't get to see other branches.
e nós não temos a chance de ver as outras.

02:42It's as if each of us, like Schrödinger here, are a kind of coral
É como se cada um de nós, como Schrödinger aqui, somos como um coral

02:45branching into different possibilities.
multiplicando em diferentes possibilidades.

02:49The mathematics of quantum mechanics tells us
A matemática da mecânica quântica nos diz

02:51this is how the world works at tiny scales.
que é assim que o mundo funciona em escalas minúsculas.

02:53It can be summed up in a single sentence:
pode ser sumarizado em uma única sentença:

02:56Everything that can happen, does.
Tudo que pode acontecer, acontece.

02:58That's quantum mechanics.
Isto é a mecânica quântica.

03:00But this does not mean everything happens.
Mas isto não significa que tudo acontece.

03:02The rest of physics is about describing what can happen
O resto da física envolve descrever o que pode acontecer

03:05and what can't.
e o que não pode.

03:07What physics tells us is that everything comes down to geometry
O que a física nos diz é que tudo depende da geometria

03:10and the interactions of elementary particles.
e das interações das partículas elementares.

03:12And things can happen only if these interactions
E coisas podem acontecer apenas se estas interações

03:15are perfectly balanced.
estão em perfeito equilíbrio.

03:19Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,
Agora eu vou avançar e descrever o que nós sabemos sobre estas partículas,

03:21what they are and how this balance works.
o que elas são e como este equilíbrio funciona.

03:25In this machine, a beam of protons and anti-protons
Nesta máquina, um feixe de prótons e anti-prótons

03:28are accelerated to near the speed of light
são acelerados para quase a velocidade da luz

03:30and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.
e unidos em uma colisão, produzindo um pulso de energia pura.

03:34This energy is immediately converted into a spray
Esta energia é imediatamente convertida em uma chuva

03:36of subatomic particles,
de partículas semi-atômicas,

03:38with detectors and computers used to figure out their properties.
com detectores e computadores usados para analisar suas propriedades.

03:41This enormous machine -- the large Hadron Collider
Esta enorme máquina, o Large Hadron Collider,

03:43at CERN in Geneva --
no CERN, em Genebra,

03:45has a circumference of 17 miles
tem uma circunferência de 17 milhas (27 Km)

03:46and, when it's operating, draws five times as much power
e, quando em operação, consome cinco vezes a energia

03:48as the city of Monterey.
consumida pela cidade de Monterey.

03:51We can't predict specifically what particles will be produced
Podemos prever especificamente que partículas serão produzidas

03:54in any individual collision.
em qualquer colisão individual.

03:56Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.
A mecânica quântica nos diz que todas as possibilidades são realizadas.

03:59But physics does tell us what particles can be produced.
Mas a física nos diz que partículas podem ser produzidas.

04:03These particles must have just as much mass and energy
Estas partículas devem ter exatamente a mesma massa e energia

04:05as is carried in by the proton and anti-proton.
que está contida no próton e no anti-próton.

04:09Any particles more massive than this energy limit
Quaisquer partículas com mais que este limite de energia

04:11aren't produced, and remain invisible to us.
não são produzidas, e permanecem invisíveis para nós.

04:15This is why this new particle accelerator is so exciting.
Isto é porquê este novo acelerador de partículas é empolgante.

04:18It's going to push this energy limit seven times
Ele vai elevar o limite desta energia sete vezes

04:20beyond what's ever been done before,
além do que já foi obtido antes,

04:22so we're going to get to see some new particles very soon.
então conseguiremos ver novas partículas em breve.

04:26But before talking about what we might see,
Mas antes de falar sobre o que poderemos ver

04:27let me describe the particles we already know of.
deixem-me descrever as partículas que nós já conhecemos.

04:31There's a whole zoo of subatomic particles.
Existe um zoológico de partículas subatômicas.

04:33Most of us are familiar with electrons.
Muitos de nós conhecemos os elétrons.

04:35A lot of people in this room make a good living
Muitas das pessoas desta sala ganham a vida

04:36pushing them around.
mexendo com eles.

04:37(Laughter)
(Risos)

04:40But the electron also has a neutral partner called the neutrino,
Mas o eléctron tem também um parceiro neutro chamado neutrino,

04:42with no electric charge and a very tiny mass.
sem carga elétrica e uma massa muito pequena.

04:46In contrast, the up-and-down quarks have very large masses,
Em contraste, os quarks up e down têm massas muito grandes,

04:49and combine in threes to make the protons and neutrons
e combinam em trios para resultar em prótons e nêutrons

04:51inside atoms.
dentro dos átomos.

04:53All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,
Todas estas partículas de matéria existem em variedades esquerda e direita,

04:55and have anti-particle partners that carry opposite charges.
e têm correspondentes anti-partículas com cargas opostas.

05:01These familiar particles also have less familiar
Estas partículas familiares têm também as menos familiares

05:02second and third generations, which have the same charges as the first
segunda e terceira gerações, que têm as mesmas cargas da primeira

05:06but have much higher masses.
mas massas muito maiores.

05:10These matter particles all interact with the various force particles.
Estas partículas de matéria todas interagem com as várias partículas de força.

05:13The electromagnetic force interacts with electrically charged matter
A força eletromagnética interage com a matéria eletricamente carregada

05:16via particles called photons.
através de partículas chamadas fótons.

05:18There is also a very weak force called, rather unimaginatively,
Existe também uma força muito fraca chamada, sem muita criatividade,

05:21the weak force, that interacts
de força fraca, que interage

05:24only with left-handed matter.
só com a matéria na versão esquerda.

05:27The strong force acts between quarks which carry
A força forte age entre quarks que possuem

05:29a different kind of charge, called color charge,
um outro tipo de carga, chamada carga de cor,

05:31and come in three different varieties: red, green and blue.
e vem em três variedades diferentes: vermelho, verde e azul.

05:34You can blame Murray Gell-Mann for these names --
Vocês podem culpar Murray Gell-Mann por estes nomes --

05:36they're his fault.
a culpa é dele.

05:38Finally, there's the force of gravity, which interacts with matter
Finalmente, existe a força da gravidade, que interage com a matéria

05:41via its mass and spin.
através da sua massa e spin.

05:44The most important thing to understand here
A coisa mais importante para entender aqui

05:46is that there's a different kind of charge associated
é que existe um tipo diferente de carga associado

05:48with each of these forces.
com cada uma destas forças.

05:50These four different forces interact with matter
Estas quatro forças diferentes interagem com a matéria

05:52according to the corresponding charges that each particle has.
de acordo com as cargas correspondentes que cada partícula tem.

05:57A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,
Uma partícula que não foi vista ainda, mas que temos razoável certeza de que existe

05:59is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.
é a partícula de Higgs, que dá massa a todas estas outras partículas.

06:04The main purpose of the Large Hadron Collider
O principal propósito do Large Hadron Collider

06:05is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.
é ver esta partícula Higgs, e estamos quase certos de que veremos.

06:09But the greatest mystery is what else we might see.
Mas o maior mistério é o que mais poderemos ver.

06:13And I'm going to show you one beautiful possibility
E eu vou mostrar a vocês uma linda possibilidade

06:15towards the end of this talk.
até o final desta palestra.

06:19Now, if we count up all these different particles
Agora, se contarmos todas estas partículas diferentes

06:20using their various spins and charges, there are 226.
usando seus vários spins e cargas, existem 226.

06:25That's a lot of particles to keep track of.
É um monte de partículas para acompanhar.

06:27And it seems strange that nature would have
E parece estranho que a natureza teria

06:29so many elementary particles.
tantas partículas elementares.

06:32But if we plot them out according to their charges,
Mas se as desenharmos de acordo com suas cargas,

06:34some beautiful patterns emerge.
alguns belos padrões emergem.

06:38The most familiar charge is electric charge.
A carga mais familiar é a carga elétrica.

06:41Electrons have an electric charge, a negative one,
Elétrons têm uma carga elétrica, que é negativa,

06:43and quarks have electric charges in thirds.
e quarks têm cargas elétricas em terços.

06:45So when two up quarks and a down quark are combined
Então se dois quarks up e um down são combinados

06:47to make a proton, it has a total electric charge of plus one.
para formar um próton, ele terá uma carga elétrica total positiva de um.

06:51These particles also have anti-particles, which have opposite charges.
As partículas têm também anti-partículas que têm cargas opostas.

06:55Now, it turns out the electric charge is actually
Acontece que as cargas elétricas na verdade

06:56a combination of two other charges:
têm uma combinação de duas outras cargas:

06:59hypercharge and weak charge.
hipercarga e carga fraca.

07:02If we spread out the hypercharge and weak charge
Se espalharmos a hipercarga e a carga fraca

07:03and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,
e desenharmos as cargas das partículas neste espaço bidimensional de cargas,

07:08the electric charge is where these particles sit
a carga elétrica é onde estas partículas ficam

07:10along the vertical direction.
ao longo do eixo vertical.

07:13The electromagnetic and weak forces interact with matter
As forças eletromagnética e nuclear fraca interagem com a matéria

07:15according to their hypercharge and weak charge,
de acordo com sua hipercarga e carga fraca,

07:17which make this pattern.
que formam este padrão.

07:19This is called the Unified Electroweak Model,
Isto é chamado o Modelo Eletrofraco Universal,

07:20and it was put together back in 1967.
e ele foi concebido em 1967.

07:24The reason most of us are only familiar with electric charge
A razão porque muitos de nós conhecemos apenas a carga elétrica

07:26and not both of these is because of the Higgs particle.
e não ambas estas é por causa da partícula Higgs.

07:30The Higgs, over here on the left, has a large mass
A Higgs, aqui à esquerda, tem uma massa grande

07:33and breaks the symmetry of this electroweak pattern.
e quebra a simetria deste padrão eletrofraco.

07:36It makes the weak force very weak
Ela faz com que a força fraca seja muito fraca

07:37by giving the weak particles a large mass.
ao dar a partículas fracas uma massa grande.

07:39Since this massive Higgs sits along the horizontal direction
Uma vez que esta Higgs pesada fica ao longo do eixo horizontal

07:42in this diagram, the photons of electromagnetism remain massless
neste diagrama, os fótons do eletromagnetismo permanecem sem massa

07:46and interact with electric charge along the vertical direction
e interagem com cargas elétricas ao longo do eixo vertical

07:48in this charge space.
neste espaço de cargas.

07:52So the electromagnetic and weak forces are described
Portanto as forças eletromagnética e fraca são descritas

07:54by this pattern of particle charges in two-dimensional space.
por este padrão de cargas de partículas no espaço bidimensional.

07:58We can include the strong force by spreading out
Podemos incluir a força nuclear forte ao separar

08:00its two charge directions and plotting the charges
estes dois eixos de cargas e plotar as cargas

08:03of the force particles in quarks along these directions.
das partículas de força em quarks ao longo destes eixos.

08:07The charges of all known particles can be plotted
As cargas de todas as partículas conhecidas podem ser plotadas

08:09in a four-dimensional charge space, and projected down
em um espaço de cargas tetradimensional, e projetadas

08:12to two dimensions like this so we can see them.
em duas dimensões como este para que possamos visualizar.

08:15Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance
Sempre que as partículas interagem, a natureza mantém as coisas em perfeito equilíbrio

08:18along all four of these charge directions.
ao longo de todos estes quatro eixos de cargas.

08:21If a particle and an anti-particle collide, it creates a burst of energy
Se uma partícula e uma anti-partícula colidem, elas criam um pulso de energia

08:24and a total charge of zero in all four charge directions.
e uma carga total de zero em todos os quatro eixos de cargas.

08:28At this point, anything can be created as long as it has
Neste ponto, qualquer coisa pode ser criada desde que tenha

08:31the same energy and maintains a total charge of zero.
a mesma energia e mantenha uma carga total zero.

08:34For example, this weak force particle and its anti-particle
Por exemplo, esta partícula de força fraca e sua anti-partícula

08:37can be created in a collision.
podem ser criadas em uma colisão.

08:39In further interactions, the charges must always balance.
em interações subsequentes, as cargas devem sempre equilibrar.

08:42One of the weak particles could decay into an electron
Uma das partículas fracas pode decair para um elétron

08:45and an anti-neutrino,
e um anti-neutrino,

08:47and these three still add to zero total charge.
e estes três ainda têm soma zero de carga total.

08:50Nature always keeps a perfect balance.
A natureza sempre mantém um equilíbrio perfeito.

08:53So these patterns of charges are not just pretty.
Assim, estes padrões de cargas não apenas são belos.

08:55They tell us what interactions are allowed to happen.
Eles nos dizem que interações podem acontecer.

08:58And we can rotate this charge space in four dimensions
E podemos rotacionar este espaço de cargas em quatro dimensões

09:01to get a better look at the strong interaction,
para ter uma visão melhor da interação forte,

09:03which has this nice hexagonal symmetry.
que tem esta bela simetria hexagonal.

09:06In a strong interaction, a strong force particle, such as this one,
Em uma interação forte, a partícula de força forte, como esta,

09:10interacts with a colored quark, such as this green one,
interage com o quark colorido, como este verde,

09:13to give a quark with a different color charge -- this red one.
para produzir um quark com outra carga de cor -- este vermelho.

09:18And strong interactions are happening millions of times
E as interações fortes estão acontecendo milhões de vezes

09:20each second in every atom of our bodies,
cada segundo em cada átomo dos nossos corpos,

09:23holding the atomic nuclei together.
mantendo os núcleos atômicos íntegros.

09:27But these four charges corresponding to three forces
Mas estas quatro cargas correspondentes a três forças

09:30are not the end of the story.
não são o fim da história.

09:32We can also include two more charges
Podemos também incluir duas outras cargas

09:33corresponding to the gravitational force.
correspondentes à força gravitacional.

09:35When we include these, each matter particle
Quando as incluimos, cada partícula de matéria

09:38has two different spin charges, spin-up and spin-down.
tem duas diferentes cargas de spin, spin-up e spin-down.

09:42So they all split, and give a nice pattern
Então todas elas dividem, e geram um belo padrão

09:44in six-dimensional charge space.
em um espaço de cargas hexadimensional.

09:46We can rotate this pattern in six dimensions,
Podemos rotacionar este padrão em seis dimensões,

09:48and see that it's quite pretty.
e ver que ele é bem bonito.

09:53Right now, this pattern matches our best current knowledge
Neste instante, este padrão coincide com nosso melhor conhecimento atual

09:57of how nature is built at the tiny scales
de como a natureza é construída nas escalas minúsculas

09:59of these elementary particles.
destas partículas elementares.

10:01This is what we know for certain.
Isto é o que sabemos com certeza.

10:03Some of these particles are at the very limit
Algumas destas partículas estão no limite absoluto

10:04of what we've been able to reach with experiments.
do que podemos alcançar com experimentos.

10:07From this pattern, we already know the particle physics
Deste padrão, já conhecemos a física de partículas

10:10of these tiny scales. The way the universe works
destas minúsculas escalas. A forma como o universo funciona

10:13with these tiny scales is very beautiful.
com estas minúsculas escalas é muito bonita.

10:17But now I'm going to discuss some new and old ideas
Mas agora eu vou discutir algumas novas e velhas idéias

10:19about things we don't know yet.
sobre coisas que não sabemos ainda.

10:22We want to expand this pattern using mathematics alone,
Queremos expandir este padrão usando matemática pura,

10:24and see if we can get our hands on the whole enchilada.
e ver se podemos pôr as mãos na coisa inteira.

10:27We want to find all the particles and forces
Queremos descobrir todas as partículas e forças

10:29that make a complete picture of our universe.
que resultam em uma visão completa do nosso universo.

10:32And we want to use this picture to predict new particles
E queremos usar esta visão para prever novas partículas

10:34that we'll see when experiments reach higher energies.
que vamos ver quando os experimentos alcançarem energias mais altas.

10:39So there's an old idea in particle physics
Existe uma velha idéia na física de partículas

10:41that this known pattern of charges, which is not very symmetric,
de que este padrão conhecido de cargas, que não é muito simétrico,

10:45could emerge from a more perfect pattern that gets broken --
pode emergir de um padrão mais perfeito que ficou defeituoso,

10:49similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern
similar a como a partícula Higgs quebra o padrão eletrofraco

10:51to give electromagnetism.
para resultar em eletromagnetismo.

10:53In order to do this, we need to introduce new forces
Com este objetivo, precisamos introduzir novas forças

10:56with new charge directions.
com novos eixos de cargas.

11:00When we introduce a new direction, we get to guess
Quando acrescentamos um novo eixo, temos de adivinhar

11:02what charges the particles have along this direction,
que cargas as partículas têm ao longo desse eixo,

11:05and then we can rotate it in with the others.
e então podemos rotacionar em torno dele com os outros.

11:08If we guess wisely, we can construct the standard charges
Se adivinharmos sabiamente, podemos imaginar as cargas padrão

11:11in six charge dimensions as a broken symmetry
em seis dimensões de cargas como uma simetria defeituosa

11:14of this more perfect pattern in seven charge dimensions.
deste padrão mais perfeito em sete dimensões de carga.

11:18This particular choice corresponds to a grand unified theory
Esta escolha particular corresponde à grande teoria unificada

11:21introduced by Pati and Salam in 1973.
introduzida por Pati e Salam em 1973.

11:24When we look at this new unified pattern,
Quando olhamos este novo padrão unificado,

11:27we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.
podemos ver algumas lacunas onde partículas parecem estar faltando.

11:31This is the way theories of unification work.
É assim que as teorias de unificação funcionam.

11:34A physicist looks for larger, more symmetric patterns
Um físico procura por padrões maiores, mais simétricos

11:36that include the established pattern as a subset.
que incluem o padrão estabelecido como um subconjunto.

11:40The larger pattern allows us to predict the existence
O padrão maior nos permite prever a existência

11:42of particles that have never been seen.
de partículas que nunca foram vistas.

11:45This unification model predicts the existence of these two
Este modelo de unificação prevê a existência destas duas

11:48new force particles, which should act a lot like the weak force,
novas partículas de força, que devem atuar muito parecido com a força fraca,

11:52only weaker.
apenas mais fraca.

11:54Now we can rotate this set of charges in seven dimensions
Agora podemos rotacionar este conjunto de cargas em sete dimensões

11:56and consider an odd fact about the matter particles:
e ponderar um estranho fato sobre estas partículas de matéria:

11:59the second and third generations of matter
a segunda e a terceira gerações de matéria

12:02have exactly the same charges in six-dimensional charge space
têm exatamente as mesmas cargas no espaço de cargas hexadimensional

12:05as the first generation.
que a primeira geração.

12:08These particles are not uniquely identified by their six charges.
Estas particulas não apenas são unicamente identificadas por suas seis cargas.

12:12They sit on top of one another in the standard charge space.
Elas ficam uma acima da outra no espaço de cargas padrão.

12:16However, if we work in eight-dimensional charge space,
Entretanto, se nós trabalharmos em um espaço de cargas octodimensional,

12:19then we can assign unique new charges to each particle.
então podemos atribuir novas cargas únicas a cada partícula.

12:23Then we can spin these in eight dimensions,
Então podemos girar estas em oito dimensões,

12:26and see what the whole pattern looks like.
e ver com que o padrão inteiro se parece.

12:30Here we can see the second and third generations of matter now
Aqui podemos ver que a segunda e terceira gerações de matéria agora

12:32related to the first generation by a symmetry called "triality."
se relacionam à primeira por uma simetria chamada "trialidade."

12:38This particular pattern of charges in eight dimensions is actually
Este padrão particular de cargas em oito dimensões é realmente

12:41part of the most beautiful geometric structure in mathematics.
parte da mais bela estrutura geométrica da matemática.

12:46It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.
É um padrão do maior grupo Lie E8 excepcional.

12:50This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.
Este grupo Lie é uma forma suave, curvada com 248 dimensões.

12:54Each point in this pattern corresponds to a symmetry
Cada ponto deste padrão corresponde a uma simetria

12:57of this very complex and beautiful shape.
sobre esta bastante complexa e bela forma.

13:00One small part of this E8 shape can be used
Uma pequena parte desta forma E8 pode ser usada

13:02to describe the curved space-time of Einstein's general relativity,
para descrever o espaço-tempo curvado da relatividade geral de Einstein

13:05explaining gravity.
explicando a gravidade.

13:07Together with quantum mechanics, the geometry of this shape
Juntamente com a mecânica quântica, a geometria desta forma

13:10could describe everything about how the universe works
pode descrever tudo sobre como o universo funciona

13:12at the tiniest scales.
nestas minúsculas escalas.

13:14The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space
E o padrão desta forma que existe no espaço de cargas octodimensional

13:17is exquisitely beautiful,
é delicadamente lindo,

13:21and it summarizes thousands of possible interactions
e resume milhares de possíveis interações

13:23between these elementary particles, each of which
entre estas partículas elementares, cada um delas

13:25is just a facet of this complicated shape.
é apenas uma faceta desta complicada forma.

13:30As we spin it, we can see many of the other intricate patterns
Enquanto a giramos, podemos ver muitos outros intrincados padrões

13:32contained in this one.
contidos neste aqui.

13:36And with a particular rotation, we can look down through this pattern
E com uma rotação particular, podemos olhar através deste padrão

13:38in eight dimensions along a symmetry axis
em oito dimensões ao longo dos eixos de simetria

13:41and see all the particles at once.
e ver todas as partículas de uma vez.

13:44It's a very beautiful object, and as with any unification,
É um objeto muito bonito, e como qualquer unificação,

13:47we can see some holes where new particles are required
podemos ver algumas lacunas onde novas partículas são esperadas

13:49by this pattern.
pelo padrão.

13:52There are 20 gaps where new particles should be,
Existem 20 lacunas onde novas partículas deveriam existir,

13:55two of which have been filled by the Pati-Salam particles.
duas destas foram preenchidas pelas partículas de Pati e Salam.

13:58From their location in this pattern, we know that these new particles
De suas localizações neste padrão sabemos que estas novas partículas

14:00should be scalar fields like the Higgs particle,
deveriam ser campos escalares como a partículas de Higgs,

14:03but have color charge and interact with the strong force.
mas possuíndo cargas de cor e interagindo com a força forte.

14:06Filling in these new particles completes this pattern,
Preenchendo com estas novas partículas completa-se este padrão,

14:08giving us the full E8.
nos dando o E8 completo.

14:10This E8 pattern has very deep mathematical roots.
Este padrão E8 tem raízes matemáticas muito profundas.

14:13It's considered by many to be the most beautiful structure
É considerado por muitos a mais bela estrutura

14:16in mathematics.
da matemática.

14:17It's a fantastic prospect that this object of great
É uma fantástica perspectiva este objeto de grande

14:20mathematical beauty could describe the truth of particle interactions
beleza matemática poder descrever a verdade das interações entre partículas

14:23at the smallest scales imaginable.
nas menores escalas imagináveis.

14:25And this idea that nature is described by mathematics
E esta idéia de que a natureza é descrita pela matemática

14:30is not at all new.
não é absolutamente nova.

14:32In 1623, Galileo wrote this:
Em 1623, Galileu escreveu isto:

14:36"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,
"O grande livro da natureza, que permanece continuamente aberto aos nossos olhos,

14:39is written in the language of mathematics.
está escrito na linguagem da matemática.

14:42Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,
Suas letras são triângulos, círculos e outras figuras geométricas,

14:45without which it is humanly impossible to understand
sem as quais é humanamente impossível entender

14:47a single word of it;
uma única palavra dele;

14:49without these, one is wandering around in a dark labyrinth."
sem estas, fica-se vagando por um labirinto escuro."

14:54I believe this to be true, and I've tried
Acredito que isto é verdade, e eu tenho tentado

14:56to follow Galileo's guidance in describing the mathematics
seguir a orientação de Galileu ao descrever a matemática

14:58of particle physics using only triangles, circles
da física de partículas usando apenas triângulos, círculos

15:01and other geometrical figures.
e outras formas geométricas.

15:03Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,
É claro, quando outros físicos e eu realmente trabalhamos nestas coisas,

15:06the mathematics can resemble a dark labyrinth.
a matemática pode parecer um labirinto escuro.

15:11But it's reassuring that at the heart of this mathematics
Mas é reconfortante que no âmago desta matemática

15:14is pure, beautiful geometry.
está a linda, pura geometria.

15:18Joined with quantum mechanics, this mathematics
Unida com a mecânica quântica, esta matemática

15:20describes our universe as a growing E8 coral,
descreve nosso universo como um coral E8 em crescimento,

15:22with particles interacting at every location in all possible ways
com partículas interagindo em cada lugar de todas as formas possíveis

15:26according to a beautiful pattern.
de acordo com um lindo padrão.

15:30And as more of the pattern comes into view using new machines
E na medida em que mais destes padrões são visíveis usando novas máquinas

15:32like the Large Hadron Collider, we may be able to see
como o Large Hadron Collider, poderemos estar aptos a ver

15:35whether nature uses this E8 pattern or a different one.
se a natureza usa este padrão E8 ou um diferente.

15:40This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.
Este processo de descoberta é uma maravilhosa aventura para estar envolvido.

15:44If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,
Se o LHC encontrar partículas que completam este padrão E8,

15:47that will be very, very cool.
será muito, muito legal.

15:50If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --
Se o LHC encontrar novas partículas, mas elas não encaixarem no padrão --

15:53well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.
bem, isto será muito interessante, mas ruim para a teoria E8.

15:58And, of course, bad for me personally.
E, é claro, ruim para mim pessoalmente.

16:00(Laughter)
(Risos)

16:03Now how bad would that be?
Quão ruim isso será?

16:04Well, pretty bad.
Bem, muito ruim.

16:06(Laughter)
(Risos)

16:10But predicting how nature works is a very risky game.
Mas prever como a natureza funciona é um jogo muito arriscado.

16:13This theory and others like it are long shots.
Esta teoria e outras como ela são apostas altas.

16:17One does a lot of hard work knowing that most of these ideas
Precisamos trabalhar muito sabendo que muitas destas idéias

16:20probably won't end up being true about nature.
provavelmente não vão ser confirmadas como fiéis à natureza.

16:22That's what doing theoretical physics is like:
É como a física teórica se parece:

16:24there are a lot of wipeouts.
existem muitos descartes.

16:26In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.
Neste aspecto, novas teorias físicas são muito como empresas começando.

16:32As with any large investment, it can be emotionally difficult
E como qualquer grande investimento, pode ser emocionalmente difícil

16:34to abandon a line of research when it isn't working out.
abandonar uma linha de pesquisa quando ela não está funcionando.

16:37But in science, if something isn't working, you have to
Mas na ciência, se algo não funciona, você tem de

16:39toss it out and try something else.
jogar fora e tentar outra coisa.

16:42Now, the only way to maintain sanity and achieve happiness
Agora, a única forma de manter a sanidade e atingir felicidade

16:45in the midst of this uncertainty is to keep balance
em meio a esta incerteza é manter equilíbrio

16:47and perspective in life.
e perspectiva na vida.

16:51I've tried the best I can to live a balanced life.
Eu tentei o melhor que pude para viver uma vida equilibrada.

16:53(Laughter)
(Risos)

16:56I try to balance my life equally between physics, love and surfing --
Eu tentei equilibrar minha vida igualmente entre física, amor e surfe,

16:59my own three charge directions.
meus três únicos eixos de cargas.

17:01(Laughter)
(Risos)

17:03This way, even if the physics I work on comes to nothing,
Desta forma, mesmo se a física em que trabalho não dá em nada,

17:05I still know I've lived a good life.
eu ainda sei que vivi uma boa vida.

17:08And I try to live in beautiful places.
E eu tento viver em lugares bonitos.

17:10For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,
A maior parte dos últimos dez anos eu vivi na ilha de Maui,

17:13a very beautiful place.
um lugar muito bonito.

17:15Now it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents
Agora, um dos maiores mistérios do universo para meus pais é

17:18how I managed to survive all that time without engaging
como eu consegui sobreviver todo este tempo sem me envolver

17:21in anything resembling full-time employment.
com qualquer coisa parecida com trabalho em tempo integral.

17:23(Laughter)
(Risos)

17:27I'm going to let you in on that secret.
Eu vou ensinar a vocês o segredo.

17:31This was a view from my home office on Maui.
Esta era a vista do meu escritório em Maui.

17:35And this is another, and another.
E esta é outra, e outra.

17:39And you may have noticed that these beautiful views
Vocês podem ter notado que estas belas vistas

17:41are similar, but in slightly different places.
são similares, mas em lugares um pouco diferentes.

17:45That's because this used to be my home and office on Maui.
É porque esta costumava ser a minha casa e escritório em Maui.

17:48(Laughter)
(Risos)

17:50I've chosen a very unusual life.
Eu escolhi uma vida muito incomum.

17:53But not worrying about rent allowed me to spend my time
Mas não me preocupar com aluguel permitia gastar meu tempo

17:55doing what I love.
fazendo o que amo.

17:57Living a nomadic existence has been hard at times,
Vivendo uma existência nômade foi difícil às vezes,

17:59but it's allowed me to live in beautiful places
mas me permitiu viver em lindos lugares

18:01and keep a balance in my life that I've been happy with.
e manter um equilíbrio em minha vida com que tenho sido feliz.

18:05It allows me to spend a lot of my time hanging out
Me permitiu gastar muito do meu tempo na balada

18:07with hyper-intelligent coral.
com corais hiper-inteligentes.

18:11But I also greatly enjoy the company of hyper-intelligent people.
Mas também aprecio muito a companhia de pessoas hiper-inteligentes.

18:14So I'm very happy to have been invited here to TED.
Portanto estou muito feliz de ter sido convidado aqui hoje.

18:17Thank you very much.
Muito obrigado.

18:18(Applause)
(Aplausos)

18:31Chris Anderson: I probably understood two percent of that,
Chris Anderson: Eu provavelmente entendi dois por cento disso,

18:32but I still absolutely loved it. So I'm going to sound dumb.
mas ainda assim adorei. Então vou soar burro.

18:38Your theory of everything --
Sua Teoria de Tudo --

18:41Garrett Lisi: I'm used to coral.
Garret Lisi: estou acostumado com coral.

18:42CA: That's right. The reason it's got a few people
CA: Certo, a razão porque fez algumas pessoas

18:44at least excited is because, if you're right, it brings
no mínimo entusiasmadas é porque, se você está certo, une

18:47gravity and quantum theory together.
as teorias quântica e gravitacional.

18:50So are you saying that we should think of the universe,
Então você diz que devemos pensar o universo

18:53at its heart -- that the smallest things that there are,
no seu âmago, que as menores coisas que existem

18:56are somehow an E8 object of possibility?
são de algum modo um objeto E8 de possibilidade?

19:03I mean, is there a scale to it, at the smallest scale,
Ou seja, existe uma escala para isso na menor escala

19:05or ...?
em sua mente, ou...?

19:06GL: Well, right now the pattern I showed you that corresponds
GL: Bem, neste momento o padrão que mostrei a vocês que corresponde

19:09to what we know about elementary particle physics --
ao que nós sabemos sobre física de partículas elementares,

19:13that already corresponds to a very beautiful shape.
que já corresponde a uma forma muito bela.

19:16And that's the one that I said we knew for certain.
E aquele é o que disse que conhecemos com certeza.

19:18And that shape has remarkable similarities -- and the way it fits
E a forma tem notáveis similaridades, e o modo como encaixa

19:22into this E8 pattern could be the rest of the picture.
neste padrão E8 pode ser o resto da concepção.

19:26And these patterns of points that I've shown for you
E estes padrões de pontos que eu mostrei a vocês

19:29actually represent symmetries of this high-dimensional object
realmente representam simetrias deste objeto hiper-dimensional

19:33that would be warping and moving and dancing
que estaria distorcendo e movendo e dançando

19:36over the space time that we experience.
sobre o espaço-tempo que experimentamos.

19:39And that would be what explains all these
E isso seria o que explica todas estas

19:41elementary particles that we see.
partículas elementares que vemos.

19:42CA: But a string theorist,
CA: Mas um teórico das supercordas,

19:45as I understand it, explains electrons in terms of much smaller
pelo que sei, explica elétrons em termos de muito menores

19:47strings vibrating --
vibrações de cordas --

19:48I know you don't like string theory -- vibrating inside it.
Sei que você não gosta da teoria das cordas -- vibrando dentro dele.

19:51How should we think of an electron in relation to E8?
Como deveríamos pensar em um elétron em relação ao E8?

19:57GL: No, it would be one of the symmetries of this E8 shape.
GL: Não, ele seria uma das simetrias desta forma E8;

20:01So what's happening is, as the shape is moving over space-time,
Então o que acontece é, na medida que esta forma move sobre o espaço-tempo

20:05it's twisting. And the direction it's twisting as it moves
ela está contorcendo. E a direção desta contorção na medida que se move

20:09is what particle we see. So it would be --
é que partículas vemos. Então seria --

20:11CA: The size of the E8 shape,
CA: O tamanho da forma E8,

20:13how does that relate to the electron?
como ela se relaciona ao elétron?

20:14I kind of feel like I need that for my picture.
Eu sinto que preciso disso para visualizar.

20:16Is it bigger? Is it smaller?
É maior, é menor?

20:17GL: Well, as far as we know electrons are point particles,
GL: Bem, tanto quanto conhecemos elétrons como partículas pontuais,

20:20so this would be going down to the smallest possible scales.
isto iria ao limite das menores escalas possíveis.

20:24So the way these things are explained in quantum field theory
Assim, a forma como estas coisas são explicadas na teoria do campo quântico

20:26is, all possibilities are expanding and developing at once.
é, todas as possibilidades estão expandindo e desenvolvendo de uma vez.

20:30And this is why I use the analogy to coral.
E isto é porque eu usei a analogia do coral.

20:33And in this way, the way that E8 comes in is
E é neste sentido, o modo como E8 entra nisso

20:40it will be as a shape that's attached at each point in space-time.
ele será como uma forma que está conectada a cada ponto no espaço-tempo.

20:45And, as I said, the way the shape twists --
E, como eu disse, o modo como a forma se contorce,

20:49the directional along which way the shape is twisting
o direcional ao longo do qual a forma está contorcendo

20:51as it moves over this curved surface --
na medida que move sobre a superfície curva,

20:52is what the elementary particles are, themselves.
é o que as partículas elementares são, em si.

20:56So through quantum field theory, they manifest themselves
Então através da teoria do campo quântico, elas se manifestam

21:00as points and interact that way.
como pontos que interagem desse modo.

21:02I don't know if I'll be able to make this any clearer.
Eu não sei se conseguirei ser mais claro.

21:04(Laughter)
(Risos)

21:08CA: It doesn't really matter.
CA: Realmente não importa.

21:09It's evoking a kind of sense of wonder, and I certainly
Evoca uma espécie de deslumbramento, e eu certamente

21:13want to understand more of this.
quero entender mais disso.

21:16But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.
Mas muito obrigado por vir. Foi absolutamente fascinante.

21:18(Applause)
(Aplausos)

Physicist and surfer Garrett Lisi presents a controversial new model of the universe that -- just maybe -- answers all the big questions. If nothing else, it's the most beautiful 8-dimensional model of elementary particles and forces you've ever seen.

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A theory of everything - Garrett Lisi