Forces of Nature with Brian Cox

O mundo natural é lindo,

mas complexo.

Os céus dançam com cores.

Yay! Sim!

As formas se formam

e desaparecem.

Mas esta complexidade aparentemente

infinita é apenas uma sombra de algo

mais profundo, as leis subjacentes da natureza.

O mundo é lindo de se ver, mas é

ainda mais bonito de se entender.

Vamos.

Um dia normal na neve.

Bingo! Bingo!

Mas se você olhar com

atenção, há algo mais profundo.

Isso é divertido.

Todo mundo é perfeito, praticamente.

Parece que foram recortados em papel fino.

Eu tenho um.

Flocos de neve são coisas complexas e intrincadas.

Eles são todos diferentes, mas há algo semelhante neles.

Eles são lindos.

Mas também há, penso eu, uma beleza

mais profunda, e essa beleza está numa ideia.

A ideia é que todas as semelhanças e

diferenças, a estrutura dos flocos de

neve, pode ser explicado usando algumas leis simples da natureza.

E essa ideia atinge o cerne da ciência,

porque essas leis em si são lindas e universais.

Eles podem explicar muitas coisas, desde flocos de neve até estrelas.

Como se formam os flocos de neve?

Por que eles são todos diferentes e, ainda assim, tentadoramente semelhantes?

Estas são perguntas que podem ser feitas sobre qualquer

estrutura que ocorre naturalmente.

Por que as colmeias são hexágonos regulares?

Por que os icebergs flutuam?

Por que os planetas são esféricos?

E o que isso tem a ver com vovós que praticam mergulho livre?

As respostas nos permitem vislumbrar

as leis subjacentes da natureza que os moldaram.

É por isso que quando você olha para um floco de neve,

você está olhando além do mundo cotidiano.

Na estrutura profunda da própria natureza.

O universo em um floco de neve.

Uau, é como uma estrelinha.

Realmente parecem cristais de neve presos em uma bolha.

Ah...

Uau!

Existe uma forma que aparece em todas as escalas do universo.

Visto do espaço,

a Terra é uma esfera quase perfeita,

esculpido por uma das forças fundamentais da natureza.

Carla e suas amigas estão prestes a se enfrentar

contra a força que moldou o nosso planeta.

Essas crianças estão indo para a batalha

com a gravidade.

Cidades de toda a Catalunha

se reuniram para entrar em uma competição acirrada.

Para construir uma torre humana

tão alto quanto possível.

Mamãe e papai estão aqui com suas filhas

Mariana e Karla

para representar a cidade de Vilafranca.

Participam pessoas de todas as idades,

mas são os membros mais leves da equipe,

crianças a partir dos cinco anos,

que sobem corajosamente ao cume.

A família confia nos mais experientes

membros da equipe,

como David Miret.

David sente o peso de todos acima dele

enquanto a gravidade os puxa para o chão.

E ele conhece o segredo para desafiar a gravidade

é geometria.

Para apoiar David e eventualmente as crianças,

o resto da cidade empurra para dentro

com força igual em todas as direções

apoiando a torre por todos os lados.

E isso resulta no surgimento de uma forma simétrica

um círculo.

Nenhuma outra forma dá à torre tanta força.

Mas a gravidade

é implacável.

Ana, isso é uma preocupação se seu filho estiver subindo até o topo.

É claro que a força da gravidade

é implacável.

As torres em colapso

são sombras do processo que moldou o nosso planeta.

Essas pessoas não estão apenas caindo no chão,

eles estão caindo em direção ao centro da Terra.

E a gravidade da Terra puxa tudo para baixo

de pessoas a flocos de neve,

à própria rocha de que a Terra é feita.

E isso é, em última análise, por que a Terra é esférica.

Então, por que a gravidade esculpe as coisas em esferas?

Bem, a primeira coisa a dizer é que isso não acontece, necessariamente.

Se eu pegar uma bola de neve,

não é esférico, uma forma meio irregular.

Mas se eu aplicar pressão nisso

e esmague-o uniformemente em todas as direções,

então posso transformar isso em uma esfera.

E é isso que está acontecendo com a gravidade.

À medida que começo a adicionar massa,

essa atração gravitacional se torna maior.

Então, chegarei a um ponto em que esta bola de neve,

se eu continuasse adicionando massa a ele,

seria tão massivo que a atração

gravitacional em sua superfície seria tão

forte que começaria a esmagar o material de que é feito.

Neste caso, a neve, ou no caso

de um planeta ou lua, a rocha.

Essa pressão é exercida igualmente na superfície em todas as

direções, porque a gravidade funciona igualmente em todas as direções.

Bem, você pode fazer a pergunta, "De quanta

matéria eu preciso" "para que a gravidade fique

forte o suficiente" "para começar a superar a força da rocha

"e esculpir coisas em esferas?"

Bem, esse tamanho mínimo tem um nome, é

um nome brilhante, é chamado de Raio da Batata.

Você pode entender por quê, porque coisas que são pequenas demais para que

a gravidade seja forte o suficiente para esculpi-las parecem batatas deformadas.

O melhor é que você nem precisa imaginar.

Você pode calculá-lo.

Eu fiz isso esta manhã.

E obtive uma resposta, aproximadamente entre 100 e 200 quilômetros.

A coisa brilhante, a coisa mais bonita

é que se você olhar para o espaço e

observar as luas de Marte, Saturno e

Júpiter e os objetos lá fora no sistema

solar, você descobrirá que, grosso

modo, se o raio deles for maior que

cerca de 200 quilômetros, elas são lindas esferas.

E se o raio for inferior a cerca de 200

quilómetros, parecem mais batatas disformes.

Então, você pode calculá-lo.

Se você é pequeno, as

esferas não vêm facilmente.

Mesmo os asteróides ou as luas não conseguem lidar com isso.

O formato da batata pode ser o mais próximo possível.

Mas quando você é do tamanho de um planeta,

esferas vêm naturalmente.

Quatro bilhões e meio de anos atrás,

rochas circulando o sol começaram a se unir

até que tivessem massa suficiente para que a gravidade realmente funcionasse

transformando formas de batata

em uma esfera muito importante

suspenso no espaço.

Uma lei universal esculpiu o familiar, elegante,

forma simétrica do nosso planeta.

Mas mais perto da superfície, está repleto de formas e formas infinitas.

E em cada uma dessas estruturas que ocorrem naturalmente,

existem leis subjacentes simples esperando para serem vislumbradas.

Aqui no Himalaia

há uma forma que é a sombra de uma lei matemática fundamental.

É guardado pela abelha melífera do Himalaia,

a maior espécie de abelha melífera do planeta.

E coletando mel sob seus olhos vigilantes e compostos

é um dos trabalhos mais perigosos que você poderia imaginar.

E hoje é a primeira vez para um dos jovens aldeões.

Min e seu sobrinho, Hiro,

serão os que liderarão a caça ao precioso mel.

É valorizado pelas suas propriedades medicinais e é vendido por um preço elevado.

Escondida sob a massa fervilhante de corpos está

uma rede de hexágonos primorosamente projetados.

As abelhas parecem ser mestres construtores

realizando cálculos estruturais com precisão arquitetônica.

As abelhas beneficiam de uma lei matemática oculta que

explica porque constroem hexágonos para armazenar o seu mel.

E duas vezes por ano, o O povo Gurung vai para

as montanhas para explorar o segredo das abelhas.

Por ser a primeira vez de Hiro, esta

viagem será particularmente desafiadora.

As abelhas tornam suas colmeias o mais inacessíveis possível

para protegê-los de predadores.

As colmeias que as abelhas defendem contêm uma solução vívida e visível

para um problema matemático profundo e muito prático.

Eles precisam armazenar mel para sustentar sua colônia

durante os longos meses de inverno.

Eles constroem suas colmeias com cera.

Mas para cada grama de cera que uma abelha produz

terá que consumir mais de seis gramas de mel.

Portanto, eles se beneficiam da construção eficiente

usando o mínimo de cera possível.

Cada picada é como uma agulha hipodérmica.

Depois que as abelhas picam, elas morrem,

o sacrifício final para proteger os hexágonos e o mel que eles contêm.

Para Hiro, tudo se resume a manter

a tradição Gurung de caça ao mel viva.

E o hexágono está no centro de tudo.

Então, por que as abelhas constroem favos de mel hexagonais?

Bem, essa é de fato uma pergunta muito boa.

Na verdade, é uma questão matemática.

O problema é como faço para dividir um volume

em formas de tamanho igual usando a quantidade mínima de material?

Agora, por que isso importa para uma abelha?

Porque esse material é cera e a cera é extremamente valiosa para as abelhas.

Então, que formato deveria ter?

Deveriam ser quadrados ou deveriam ser triângulos?

Você pode ver que não podem ser círculos,