ABOUT THE SPEAKER
Sarah T. Stewart - Planetary scientist
Sarah T. Stewart specializes in the study of collisions in the solar system.

Why you should listen

Sarah T. Stewart has been a Professor in the Department of Earth and Planetary Sciences at UC Davis since 2014, following 11 years as a Professor at Harvard University. A planetary scientist and MacArthur Fellow, she specializes in the study of collisions in the solar system and directs the Shock Compression Laboratory, which uses light gas guns to study shock waves in planetary materials. Stewart is best known for proposing a new model for the origin of the Moon, and she is dedicated to public outreach in the planetary sciences.

More profile about the speaker
Sarah T. Stewart | Speaker | TED.com
TED Salon U.S. Air Force

Sarah T. Stewart: Where did the Moon come from? A new theory

Sarah T. Stewart: De onde surgiu a Lua? Uma nova teoria

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2,805,305 views

A Terra e a Lua são como gêmeas idênticas, compostas exatamente dos mesmos materiais -- o que é realmente estranho, já que nenhum outro corpo celeste conhecido compartilha esse tipo de relacionamento químico. Qual a causa dessa conexão especial? Em busca de uma resposta, Sarah T. Stewart, cientista planetária e "gênio" MacArthur, descobriu um novo tipo de objeto astronômico - a sinestia - e uma nova maneira de resolver o mistério da origem da Lua.
- Planetary scientist
Sarah T. Stewart specializes in the study of collisions in the solar system. Full bio

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Ninguém gosta de cometer erros.
00:13
Nobody likes to make a mistake.
0
1161
2331
E eu cometi um astronômico.
00:16
And I made a whopping one.
1
4462
1847
(Risos)
Mas tentar descobrir o que fiz de errado
00:19
And figuring out what I did wrong
led to a discovery
2
7534
5298
levou a uma descoberta
que muda completamente a maneira
de pensarmos sobre a Terra e a Lua.
00:24
that completely changes the way
we think about the Earth and Moon.
3
12856
3497
Sou uma cientista planetária,
00:29
I'm a planetary scientist,
4
17531
1920
e meu passatempo predileto
é esmagar um planeta no outro.
00:31
and my favorite thing to do
is smash planets together.
5
19475
3730
00:35
(Laughter)
6
23229
1011
(Risos)
00:36
In my lab, I can shoot at rocks
using cannons like this one.
7
24264
5819
No meu laboratório,
consigo atirar em rochas
usando canhões como este.
00:43
(Cannon shot)
8
31120
1246
(Tiro de canhão)
00:44
(Laughter)
9
32762
1075
(Risos)
00:46
In my experiments, I can generate
the extreme conditions
10
34278
4032
Nos meus experimentos,
posso gerar as condições extremas
existentes durante a formação de planetas.
00:50
during planet formation.
11
38334
1626
E, com modelos de computador,
posso fundir planetas inteiros
00:52
And with computer models,
I can collide whole planets together
12
40775
4018
para torná-los maiores,
00:56
to make them grow,
13
44817
1710
ou posso destruí-los.
00:58
or I can destroy them.
14
46551
1587
(Risos)
01:00
(Laughter)
15
48162
1077
Quero entender como criar a Terra e a Lua,
01:02
I want to understand
how to make the Earth and the Moon
16
50354
4424
01:06
and why the Earth is so different
from other planets.
17
54802
3240
e por que a Terra é tão diferente
de outros planetas.
A principal ideia
para a origem da Terra e da Lua
01:11
The leading idea for the origin
of the Earth and Moon
18
59414
3737
é a chamada "Teoria do Grande Impacto".
01:15
is called the "giant impact theory."
19
63175
1955
01:18
The theory states that a Mars-sized body
struck the young Earth,
20
66011
3408
Ela afirma que um corpo do tamanho
de Marte atingiu a jovem Terra,
01:21
and the Moon formed from
the debris disc around the planet.
21
69443
5325
e a Lua se originou do disco
de destroços ao redor do planeta.
A teoria consegue explicar
muitas coisas sobre a Lua,
01:28
The theory can explain
so many things about the Moon,
22
76061
3211
mas tem uma falha enorme:
01:31
but it has a huge flaw:
23
79296
2021
01:34
it predicts that the Moon is mostly made
from the Mars-sized planet,
24
82051
4531
ela supõe que a Lua é feita principalmente
daquele planeta do tamanho de Marte,
01:38
that the Earth and the Moon
are made from different materials.
25
86606
3344
e que a Terra e a Lua são feitas
de materiais diferentes.
01:42
But that's not what we see.
26
90504
1661
Mas não é isso o que se vê.
Na verdade, a Terra e a Lua
são como gêmeas idênticas.
01:45
The Earth and the Moon
are actually like identical twins.
27
93154
3717
O código genético dos planetas
é escrito nos isótopos dos elementos.
01:49
The genetic code of planets is written
in the isotopes of the elements.
28
97704
4897
E a Terra e a Lua possuem
isótopos idênticos.
01:54
The Earth and Moon
have identical isotopes.
29
102625
2869
01:57
That means that the Earth and Moon
are made from the same materials.
30
105518
4641
Isso significa que a Terra e a Lua
são feitas dos mesmos materiais.
É muito estranho o fato
de a Terra e a Lua serem gêmeas.
02:03
It's really strange that the Earth
and the Moon are twins.
31
111080
3623
Todos os planetas são feitos
de materiais diferentes,
02:07
All of the planets are made
from different materials,
32
115160
2636
então todos possuem isótopos diferentes,
02:09
so they all have different isotopes,
33
117820
2129
02:11
they all have their own genetic code.
34
119973
2055
todos possuem seu próprio código genético.
Nenhum outro corpo planetário
possui o mesmo relacionamento genético.
02:14
No other planetary bodies
have the same genetic relationship.
35
122695
4456
Apenas a Terra e a Lua são gêmeas.
02:19
Only the Earth and Moon are twins.
36
127824
2447
Quando comecei a trabalhar
na origem da Lua,
02:23
When I started working
on the origin of the Moon,
37
131588
2575
havia cientistas que rejeitavam
a ideia toda do grande impacto.
02:26
there were scientists that wanted to
reject the whole idea of the giant impact.
38
134187
4077
02:30
They didn't see any way for this theory
to explain the special relationship
39
138288
4181
Eles não viam como essa teoria pudesse
explicar esse relacionamento especial
entre a Terra e a Lua.
02:34
between the Earth and the Moon.
40
142493
1736
02:36
We were all trying to think of new ideas.
41
144729
2554
Estávamos todos em busca de novas ideias.
O problema era que não havia
ideias melhores.
02:40
The problem was,
there weren't any better ideas.
42
148084
2980
Todas as outras ideias
tinham falhas ainda maiores.
02:43
All of the other ideas
had even bigger flaws.
43
151768
3534
Então, estávamos tentando resgatar
a Teoria do Grande Impacto.
02:48
So we were trying to rescue
the giant impact theory.
44
156437
3622
Um jovem cientista do meu grupo
02:53
A young scientist in my group suggested
that we try changing the spin
45
161376
4881
sugeriu que tentássemos alterar
a velocidade do giro do grande impacto.
02:58
of the giant impact.
46
166281
1365
Fazer a Terra girar mais rápido
talvez pudesse misturar mais material
02:59
Maybe making the Earth spin faster
could mix more material
47
167670
4394
e conseguisse explicar a Lua.
03:04
and explain the Moon.
48
172088
1839
Escolhemos um corpo de impacto
do tamanho de Marte,
03:06
The Mars-sized impactor had been chosen
49
174623
2683
03:09
because it could make the Moon
50
177330
1743
porque isso poderia fazer a Lua
03:11
and make the length of Earth's day.
51
179097
2941
assim como a duração do dia terrestre.
As pessoas realmente gostaram
dessa parte do modelo.
03:15
People really liked
that part of the model.
52
183227
2202
Mas e se outra coisa tiver determinado
a duração do dia da Terra?
03:18
But what if something else determined
the length of Earth's day?
53
186481
3417
Então, haveria muito mais
possíveis grandes impactos
03:22
Then there would be many more possible
giant impacts that could make the Moon.
54
190484
4722
que poderiam originar a Lua.
Eu fiquei curiosa
com o que poderia acontecer,
03:28
I was curious about what could happen,
55
196444
2665
então tentei simular grandes impactos
de rotação mais rápida,
03:31
so I tried simulating
faster-spinning giant impacts,
56
199133
4387
03:35
and I found that it is possible
57
203544
2484
e descobri que é possível
fazer um disco da mesma mistura
de materiais como os do planeta.
03:38
to make a disc out of the same
mixture of materials as the planet.
58
206052
3878
Ficamos bem animados.
03:42
We were pretty excited.
59
210871
2010
03:44
Maybe this was the way
to explain the Moon.
60
212905
2672
Talvez esse fosse o jeito de explicar a Lua.
O problema é que também descobrimos
que isso não era muito provável.
03:48
The problem is, we also found
that that's just not very likely.
61
216950
5304
Na maioria das vezes,
o disco é diferente do planeta,
03:54
Most of the time, the disc
is different from the planet,
62
222278
3080
03:57
and it looked like
making our Moon this way
63
225382
2837
e parecia que fazer nossa lua assim
seria uma coincidência astronômica,
04:00
would be an astronomical coincidence,
64
228243
3157
e foi bem difícil para todos
aceitarem a ideia
04:04
and it was just hard
for everyone to accept the idea
65
232243
2984
04:07
that the Moon's special connection
to Earth was an accident.
66
235251
3811
de que a conexão especial
da Lua com a Terra era um acidente.
04:13
The giant impact theory
was still in trouble,
67
241220
2750
A Teoria do Grande Impacto
ainda estava na berlinda,
04:16
and we were still trying to figure out
how to make the Moon.
68
244911
3139
e nós ainda estávamos tentando
descobrir como fazer a Lua.
04:21
Then came the day
when I realized my mistake.
69
249932
3964
Então chegou o dia
em que percebi meu erro.
Meu aluno e eu
04:27
My student and I were looking at the data
from these fast-spinning giant impacts.
70
255471
4939
analisávamos os dados
desses grandes impactos de rápida rotação.
04:32
On that day, we weren't actually
thinking about the Moon,
71
260434
2682
Naquele dia, não estávamos
realmente pensando na Lua,
estávamos olhando para o planeta.
04:35
we were looking at the planet.
72
263140
1655
04:36
The planet gets super-hot
and partially vaporized
73
264819
2539
O planeta fica superquente
e parcialmente vaporizado
04:39
from the energy of the impact.
74
267382
2166
com a energia do impacto.
Mas os dados não pareciam de um planeta.
04:43
But the data didn't look like a planet.
75
271479
1998
Era muito estranho.
04:45
It looked really strange.
76
273501
1423
O planeta estava estranhamente
conectado ao disco.
04:47
The planet was weirdly
connected to the disc.
77
275388
2397
Tive aquele sentimento de empolgação
04:51
I got that super-excited feeling
78
279433
2787
de quando algo realmente errado
pode ser algo realmente interessante.
04:54
when something really wrong
might be something really interesting.
79
282244
3701
Em todos os meus cálculos,
05:00
In all of my calculations,
80
288011
1328
05:01
I had assumed there was a planet
with a separate disc around it.
81
289363
3260
eu tinha suposto que havia um planeta
e um disco separado ao seu redor.
05:04
Calculating what was in the disc
was how we tested
82
292647
2425
Calcular o que estava no disco
foi como testamos
05:07
whether an impact could make the Moon.
83
295096
2401
se um impacto poderia dar origem à Lua.
Mas não parecia mais assim tão simples.
05:10
But it didn't look that simple anymore.
84
298828
2178
05:15
We were making the mistake
85
303756
3083
Estávamos cometendo o erro
de pensar que um planeta
sempre se pareceria com um planeta.
05:18
of thinking that a planet was always
going to look like a planet.
86
306863
4281
Naquele dia,
05:24
On that day, I knew that a giant impact
was making something completely new.
87
312190
6919
eu sabia que um grande impacto
estava fazendo algo completamente novo.
05:33
I've had eureka moments.
88
321133
1826
Já tive epifanias antes.
Mas este não foi um deles.
05:35
This was not one of them.
89
323655
1619
05:37
(Laughter)
90
325298
1167
(Risos)
05:38
I really didn't know what was going on.
91
326489
2913
Eu realmente não sabia
o que estava acontecendo.
Eu tinha esse objeto
estranho na minha frente,
05:42
I had this strange, new object
in front of me
92
330062
2152
05:44
and the challenge
to try and figure it out.
93
332238
2781
e o desafio de tentar entendê-lo.
O que fazer quando deparamos
o desconhecido?
05:48
What do you do when faced
with the unknown?
94
336473
2914
Por onde começar?
05:52
How do you even start?
95
340054
1681
Questionamos tudo.
05:55
We questioned everything:
96
343058
1769
O que é um planeta?
05:57
What is a planet?
97
345400
1195
Quando um planeta deixa de ser um planeta?
05:58
When is a planet no longer
a planet anymore?
98
346619
2304
06:01
We played with new ideas.
99
349320
2871
Brincamos com novas ideias.
Tivemos de nos livrar
do nosso jeito antigo de pensar
06:04
We had to get rid
of our old way of thinking,
100
352969
2184
06:07
and by playing, I could
throw away all of the data,
101
355177
3625
e brincando, eu poderia
jogar fora todos os dados,
todas as regras do mundo real,
06:10
all of the rules of the real world,
102
358826
1913
06:12
and free my mind to explore.
103
360763
2285
e deixar minha mente livre para explorar.
E, ao criar um espaço mental
06:16
And by making a mental space
104
364711
1926
onde eu pudesse experimentar
ideias absurdas
06:19
where I could try out outrageous ideas
105
367501
2576
para depois trazê-las de volta
ao mundo real para testá-las,
06:23
and then bring them back
into the real world to test them,
106
371233
3434
eu poderia aprender.
06:27
I could learn.
107
375331
1354
E, brincando, aprendemos demais.
06:31
And by playing, we learned so much.
108
379423
2976
Combinei meus experimentos de laboratório
com modelos computacionais
06:34
I combined my lab experiments
with computer models
109
382880
3458
06:38
and discovered that
after most giant impacts,
110
386362
2582
e descobri que, após a maioria
dos grandes impactos,
06:40
the Earth is so hot, there's no surface.
111
388968
2162
a Terra ficava tão quente
que não havia superfície:
06:43
There's just a deep layer of gas
that gets denser and denser with depth.
112
391154
3590
só uma camada profunda de gás
que se adensava cada vez mais
com a profundidade.
06:47
The Earth would have been like Jupiter.
113
395289
2003
A Terra teria sido como Júpiter.
06:49
There's nothing to stand on.
114
397316
1516
Não havia nada em que se apoiar.
E isso era apenas uma parte do problema.
06:52
And that was just part of the problem.
115
400373
2872
06:55
I wanted to understand the whole problem.
116
403269
2374
Eu queria entender o problema todo.
Não podia desistir do desafio de descobrir
o que realmente estava acontecendo
06:58
I couldn't let go of the challenge
to figure out what was really going on
117
406242
3911
07:02
in giant impacts.
118
410177
1469
nos grandes impactos.
Levamos quase dois anos
07:04
It took almost two years
119
412719
1591
para jogar fora as velhas ideias
07:07
of throwing away old ideas
120
415191
1790
e construir novas,
07:09
and building new ones
121
417733
1542
para entendermos os dados
07:11
that we understood the data
122
419941
1884
e saber o que eles
significavam para a Lua.
07:14
and knew what it meant for the Moon.
123
422637
1809
Descobri um novo tipo
de objeto astronômico.
07:17
I discovered a new type
of astronomical object.
124
425811
4363
Não era um planeta.
07:23
It's not a planet.
125
431168
1419
Era feito de planetas.
07:25
It's made from planets.
126
433087
1495
Um planeta é um corpo cuja autogravidade
07:27
A planet is a body whose self-gravity
127
435733
2518
07:30
is strong enough to give it
its rounded shape.
128
438275
2570
é forte o suficiente para dar
a ele a forma arredondada.
07:32
It spins around all together.
129
440869
1794
E tudo nele gira junto.
07:35
Make it hotter and spin it faster,
130
443415
2719
Se esquentá-lo mais e girá-lo mais rápido,
o Equador fica cada vez maior
até atingir um ponto de ruptura.
07:38
the equator gets bigger and bigger
until it reaches a tipping point.
131
446158
3813
Empurre além do ponto de ruptura,
07:42
Push past the tipping point,
132
450629
1642
07:44
and the material at the equator
spreads into a disc.
133
452295
4097
e o material no Equador
se espalha num disco.
Agora todos os requisitos
para ser um planeta se desfizeram.
07:48
It's now broken all the rules
of being a planet.
134
456953
2769
Ele não consegue mais girar junto,
07:52
It can't spin around together anymore,
135
460215
2395
sua forma continua mudando
à medida que fica maior;
07:54
its shape keeps changing
as it gets bigger and bigger;
136
462634
2661
e o planeta se torna algo novo.
07:57
the planet has become something new.
137
465319
1967
Demos à nossa descoberta um nome:
08:00
We gave our discovery its name:
138
468771
2910
sinestia.
08:04
synestia.
139
472610
1323
O mesmo nome da deusa Héstia,
08:06
We named it after the goddess Hestia,
140
474402
2182
08:08
the Greek goddess of the hearth and home,
141
476608
2306
a deusa grega do lar e da casa
08:10
because we think the Earth became one.
142
478938
2282
porque achamos que a Terra
se tornou uma só.
08:13
The prefix means "all together,"
143
481244
1551
O prefixo significa "tudo junto",
08:14
to emphasize the connection
between all of the material.
144
482819
2797
para enfatizar a conexão
entre o material todo.
Sinestia é o que um planeta se torna
08:18
A synestia is what a planet becomes
145
486640
3202
quando o calor e a rotação
forçam o limite de uma forma esferoidal.
08:21
when heat and spin push it over the limit
of a spheroidal shape.
146
489866
4450
Vocês gostariam de ver uma sinestia?
08:27
Would you like to see a synestia?
147
495691
2490
Plateia: Sim!
08:30
(Cheers)
148
498205
2039
(Risos)
STS: Nesta visualização
de uma das minhas simulações,
08:33
In this visualization
of one of my simulations,
149
501554
3932
08:37
the young Earth is already spinning
quickly from a previous giant impact.
150
505510
4294
a jovem Terra já está girando rapidamente
após um grande impacto anterior.
Sua forma fica deformada,
mas conseguimos reconhecer nosso planeta
08:42
Its shape is deformed, but our planet
would be recognizable
151
510663
3236
08:45
by the water on its surface.
152
513923
1906
pela água em sua superfície.
A energia do impacto
vaporiza a superfície,
08:48
The energy from the impact
vaporizes the surface,
153
516692
3857
08:52
the water, the atmosphere,
154
520573
1522
a água, a atmosfera,
08:54
and mixes all of the gases together
in just a few hours.
155
522119
3923
e mistura todos os gases juntos
numa questão de horas.
Descobrimos que muitos grandes
impactos produzem sinestias,
08:59
We discovered that many
giant impacts make synestias,
156
527414
3619
09:03
but these burning, bright objects
don't live very long.
157
531566
2977
mas esses objetos ardentes e brilhantes
não vivem muito tempo.
09:06
They cool down, shrink
and turn back into planets.
158
534567
3536
Eles esfriam, encolhem
e voltam a ser planetas.
Enquanto planetas rochosos
como a Terra estavam crescendo,
09:11
While rocky planets
like Earth were growing,
159
539266
2423
09:13
they probably turned into synestias
one or more times.
160
541713
3526
eles provavelmente se transformaram
em sinestias uma ou mais vezes.
Uma sinestia nos dá uma nova maneira
09:19
A synestia gives us a new way to solve
the problem of the origin of the Moon.
161
547338
5740
de resolver o problema da origem da Lua.
Propusemos que a Lua se formou
dentro de uma enorme sinestia vaporosa.
09:26
We propose that the Moon formed
inside a huge, vaporous synestia.
162
554821
6915
A Lua cresceu da chuva de magma
09:34
The Moon grew from magma rain
163
562285
3070
09:37
that condensed out of the rock vapor.
164
565379
2415
que se condensou fora do vapor da rocha.
A conexão especial da Lua com a Terra
09:41
The Moon's special connection to Earth
165
569198
2289
09:43
is because the Moon formed
inside the Earth
166
571511
2766
é porque a Lua se formou dentro da Terra
09:46
when Earth was a synestia.
167
574301
1880
quando a Terra era uma sinestia.
A Lua pode ter orbitado
dentro da sinestia por anos,
09:49
The Moon could have orbited
inside the synestia for years,
168
577457
4286
fora de vista.
09:53
hidden from view.
169
581767
1617
A Lua é revelada pelo resfriamento
e encolhimento da sinestia
09:56
The Moon is revealed by the synestia
cooling and shrinking
170
584622
4908
dentro de sua órbita.
10:01
inside of its orbit.
171
589554
1895
A sinestia se transforma no planeta Terra
10:06
The synestia turns into planet Earth
172
594652
2593
10:09
only after cooling
for hundreds of years longer.
173
597269
3414
somente após resfriar
durante centenas de anos.
Na nossa nova teoria,
10:14
In our new theory,
174
602990
1804
o grande impacto gera uma sinestia,
10:16
the giant impact makes a synestia,
175
604818
2810
e a sinestia se divide
em dois novos corpos,
10:19
and the synestia divides
into two new bodies,
176
607652
3645
criando nossas isotopicamente
idênticas Terra e Lua.
10:23
creating our isotopically
identical Earth and Moon.
177
611321
4734
Sinestias foram geradas
em todo o Universo.
10:29
Synestias have been created
throughout the universe.
178
617420
3717
E só percebemos isso quando
as encontramos em nossa imaginação:
10:34
And we only just realized that
by finding them in our imagination:
179
622574
5581
o que mais me escapa
no mundo que me cerca?
10:40
What else am I missing
in the world around me?
180
628179
4903
10:45
What is hidden from my view
by my own assumptions?
181
633106
3772
O que se oculta da minha vista
por causa das minhas premissas?
Da próxima vez que olharem para a Lua,
10:51
The next time you look at the Moon,
182
639371
2294
10:53
remember:
183
641689
1659
lembrem-se:
as coisas que vocês julgam saber
10:55
the things you think you know
184
643372
1832
podem ser a oportunidade de descobrir
algo verdadeiramente surpreendente.
10:58
may be the opportunity to discover
something truly amazing.
185
646320
4459
(Aplausos)
11:05
(Applause)
186
653167
4380
(Vivas)
Translated by Raissa Mendes
Reviewed by Mario Gioto

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ABOUT THE SPEAKER
Sarah T. Stewart - Planetary scientist
Sarah T. Stewart specializes in the study of collisions in the solar system.

Why you should listen

Sarah T. Stewart has been a Professor in the Department of Earth and Planetary Sciences at UC Davis since 2014, following 11 years as a Professor at Harvard University. A planetary scientist and MacArthur Fellow, she specializes in the study of collisions in the solar system and directs the Shock Compression Laboratory, which uses light gas guns to study shock waves in planetary materials. Stewart is best known for proposing a new model for the origin of the Moon, and she is dedicated to public outreach in the planetary sciences.

More profile about the speaker
Sarah T. Stewart | Speaker | TED.com