
English: 
In 1929, astronomer
Edwin Hubble
made an unusual discovery.
He noticed that most of the
galaxies in the universe
are moving away
from us, which led
him to realize that the
universe is expanding,
and that expansion has
strange implications.
It means that everything in
the universe, even light,
gets stretched out.
So when light gets redshifted--
that is its wavelength
gets stretched out and it
becomes a cooler color--
is energy conserved?
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with the world.
Let's first look at how
this red shift happens.
Imagine the expansion of the
universe like a loaf of raisin
bread, rising as it bakes.
Galaxies, like the
reasons in the loaf,
spread apart, not
because they're
moving through the loaf, but
because the dough, itself,
is expanding, just
like spacetime does.
As spacetime gets
stretched out, so

Portuguese: 
 
Em 1929, o astrônomo Edwin Hubble
fez uma descoberta incomum.
Ele notou que a maior parte das galáxias no Universo
estão se afastando de nós, o que o levou
a perceber que o Universo está se expandindo,
e que a expansão tem estranhas implicações.
Isso significa que tudo no Universo, mesmo a luz,
fica esticada.
Então, quando a luz fica deslocada para o vermelho -- na qual seu comprimento de onda
fica esticado e torna-se uma cor mais fria -
a é energia conservada?
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Partilhe a sua paixão com o mundo.
Vamos primeiro ver como este desvio para o vermelho acontece.
Imagine a expansão do Universo como um pedaço de pão
com passas, subindo enquanto assa.
Galáxias, como as uvas no pão
se afastam, não porque estão
movendo-se através do pão, mas porque a massa, em si,
está em expansão, da mesma forma como o espaço-tempo faz.
Na medida que o espaço-tempo vai
esticando, também

Portuguese: 
qualquer onda de luz que viaja por ele.
Isto é conhecido como redshift (desvio para o vermelho) cosmológico.
Imagine uma galáxia muito distante
que emite uma luz amarela para você.
Nós iríamos medir que a luz está mais esticada,
então talvez nós iríamos ver mais vermelho.
É por isso que nós chamamos isto de desvio para o vermelho, porque os comprimentos de onde
mais longos da luz visível estão na parte vermelha
do espectro.
Note que este desvio para o vermelho cosmológico
é diferente do desvio Doppler para o vermelho ou desvio para o azul, que
é causado por coisas movendo até nós ou de nós
através do espaço.
Então, a luz de comprimentos de onda mais longos têm menos energia,
ou pelo menos a equação de Planck nos diz isso.
Energia é igual a constante de Planck
vezes a velocidade da luz
sobre o comprimento de onda, assim quando o comprimento de onda de luz fica mais longo,
sua energia diminui.
Mas espere.
Você aprende na física introdutória sobre a lei da conservação
de energia, essa energia não pode ser criada
nem destruída.
É apenas transferida de uma forma para outra.
Então, para onde vai a energia do fóton deslocado para o vermelho?
Pode-se supor que, bem, talvez as ondas de luz morram

English: 
do any of the light waves
that travel through it.
This is known as
cosmological redshift.
Imagine a galaxy far away
emits some yellow light at you.
We would measure that light
as more stretched out,
so maybe we would
see it as more red.
That's why we call this
redshift, because the longest
wavelengths of visible
light are in the red part
of the spectrum.
Note that this
cosmological red shift
is different from Doppler
redshift or blueshift, which
is caused by things
moving toward or away
from us through space.
Now, longer wavelengths
of light have less energy,
or at least Planck's
equation tells us that.
Energy equals Planck's constant
times the speed of light
over the wavelength, so as
light's wavelength gets longer,
its energy decreases.
But wait.
You learn in intro physics
about the law of conservation
of energy, that energy
can neither be created
nor destroyed.
It's just transferred from
one form into another.
So where does the redshifted
photon's energy go?
One could guess that, well,
maybe light waves die out

Portuguese: 
da mesma forma que uma ondulação na água se dissipa,
mas as moléculas de água estão batendo umas nas outras,
roubando energia cinética por atrito
da energia da onda até que a ondulação
acaba.
A energia total é conservada.
Em contraste, a luz de uma galáxia não está
viajando através de um meio.
A maioria do espaço é quase vazio.
Não há resistência do ar ou atrito,
então não há nenhum lugar para passar a energia.
Então, se a onda de luz não está liberando energia,
então para onde está indo a energia?
Bem, a resposta curta é, que na verdade, a energia
não é conservada.
A energia do fóton é apenas perdida.
Parece estranho, certo?
Eu apenas lhe disse que a lei de conservação de energia
nem sempre existe, mas não tem
com que se preocupar se lembrarmos como
inicialmente chegamos nessa lei.
Físicos primeiro desenvolveram a lei da conservação da energia
fazendo experimentos, como quando
eles viram vapor fervente levantar
uma tampa de panela, indicando que
calor pode ser transformado
em energia mecânica.
E cera queimando transformado energia química

English: 
the same way a ripple
in water dissipates,
but the water molecules are
bumping into each other,
stealing kinetic
energy through friction
away from the wave's energy
until the ripple finally
dies out.
Total energy is
conserved, though.
In contrast, light
from a galaxy is not
traveling through a medium.
Most of space is near emptiness.
There is no air
resistance or friction,
so there is nowhere
to pass the energy.
So if the light wave
isn't giving up energy,
then where is the energy going?
Well, the short answer
is, actually, energy
isn't conserved.
The photon's energy
is just lost.
Seems freaky, right?
I just told you that the law
of conservation of energy
doesn't always
hold, but there is
nothing to worry about if we
think back to how we first
came up with this law.
Physicists first developed the
law of conservation of energy
by doing experiments, like when
they saw boiling steam lift
a pot lid, indicating that
heat could be transformed
into mechanical energy.
And burning wax
transforms chemical energy

English: 
in the molecular bonds into
heat energy, and so on.
But in 1915, Emmy Noether
proved a logical reason
for why energy is conserved.
Noether's theorem
stated conservation laws
can be derived from
symmetries in the universe.
For example, she
proved using math
that energy conservation is a
consequence of when you assume
that the laws of
physics don't change
over time, what physicists
call time invariance.
If you threw a ball
in the air today,
time invariance says that
it will rise and fall
exactly the same way tomorrow
or a billion years from now,
but are the laws of physics
actually unchanging in time?
In that same year that
Noether published her theorem,
Einstein showed using
general relativity
that spacetime can change.
It can warp and
ripple and expand.
In fact, the first observed
gravitational waves,
a couple weeks ago, are an
example of spacetime changing.
If spacetime,
itself, is changing,
then that means that the laws of
physics must also be changing,
which means, by
Noether's theorem,

Portuguese: 
nas ligações moleculares em
energia térmica, e assim por diante.
Mas em 1915, Emmy Noether
provou ter uma razão lógica
para a energia ser conservada.
O teorema de Noether constata que as leis de conservação
podem ser derivadas a partir de
simetrias no Universo.
Por exemplo, ela provou usando matemática
que a conservação de energia é uma consequência de quando você assume
que as leis da física não mudam
ao longo do tempo, o que os físicos
chamam de invariância com o tempo.
Se você jogou uma bola no ar hoje,
invariância com o tempo diz que
ela irá subir e descer
exatamente da mesma forma amanhã 
ou um bilhão de anos depois,
mas são as leis da física na verdade imutáveis no tempo?
Nesse mesmo ano em que Noether publicou seu teorema,
Einstein mostrou, usando relatividade geral,
que o espaço-tempo pode mudar.
Ele pode deformar e ondular e expandir.
Na verdade, as primeiras ondas gravitacionais observadas,
a algumas semanas, são um exemplo de alteração de espaço-tempo.
Se o espaço-tempo, em si, está mudando,
então isso significa que as leis da
física também devem estar mudando,
o que significa, pelo teorema de Noether,

English: 
energy isn't conserved anymore.
So during cosmological redshift,
when a photon's wavelength
gets stretched out, its
energy is simply lost.
So it turns out that
something we usually
talk about as a universal truth
has cosmological exceptions.
What do those exceptions mean?
For me, they are a
reminder that everything
we know and
intuitively understand
is far from universal.
It's a special case.
There is an old folk
tale about a frog that
lived his entire
life down a well,
and everything there
made sense to him.
He knew where the bugs hid.
He knew where the comfortable
rocks were, until one day
a turtle showed up and told him
about the outside world, about
mountains and trees and oceans.
And the frog just couldn't
wrap its head around it.
He couldn't imagine
anything that
was bigger or better or
different from his own well.
The law of
conservation of energy
applies down our own well.
For almost everything
we experience as humans
on a daily basis, sure,
it's accurate enough

Portuguese: 
energia não é mais conservada.
Assim, durante o desvio para o vermelho cosmológico, quando o  comprimento de onda de um fóton
fica esticado, a sua energia é simplesmente perdida.
Assim, verifica-se que algo que normalmente
se diz como uma verdade universal,
tem exceções cosmológicas.
O que essas exceções significam?
Para mim, elas são uma lembrança de que tudo
que nós conhecemos e intuitivamente entendemos
está longe de ser universal.
É um caso especial.
Tem um antigo conto popular sobre um sapo que
viveu sua vida inteira dentro de um poço,
e tudo lá fazia sentido para ele.
Ele sabia onde os insetos se escondiam.
Ele sabia onde estavam as rochas confortáveis, até que um dia
uma tartaruga apareceu e contou a ele sobre o mundo exterior, sobre
montanhas e árvores e oceanos.
E o sapo simplesmente não conseguia entender.
Ele não conseguia imaginar qualquer coisa que
era maior ou melhor ou diferente do seu poço.
A lei de conservação de energia
aplica-se o nosso próprio poço.
Para quase tudo que experimentamos como seres humanos
no cotidiano, com certeza, é precisa o suficiente

Portuguese: 
para dizer que as leis da física não mudam ao longo do tempo,
e assim a energia é conservada.
Mas quando você amplia os horizontes, a física começa a ficar estranha.
Tem mais coisas nessa história.
Muito obrigado por assistir, e feliz 'physicsing'.
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sobre você, o que você assiste, o que você faz on-line,
então estamos realizando um levantamento.
O link está na descrição.
Só vai levar cerca de 10 minutos,

English: 
to say that the laws of
physics don't change over time,
and so energy is conserved.
But when you zoom out, the
physics starts to look foreign.
There is more to the story.
Thank you so much for
watching, and happy physicsing.
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Portuguese: 
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English: 
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