Cosmos: A Spacetime Odyssey -Cosmos: A Spacetime Odyssey

A localização da Terra dentro do Superaglomerado de Virgem .

Tyson abre o episódio para refletir sobre a importância do Cosmos original de Sagan e os objetivos desta série. Ele apresenta ao espectador o "Navio da Imaginação", o dispositivo narrativo do programa para explorar o passado, o presente e o futuro do universo. Tyson leva o visualizador para mostrar onde a Terra fica no escopo do universo conhecido , definindo o "endereço" da Terra dentro do Superaglomerado de Virgem . Tyson explica como a humanidade nem sempre viu o universo dessa maneira e descreve as dificuldades e perseguições do italiano renascentista Giordano Bruno ao desafiar o modelo geocêntrico predominante defendido pela Igreja Católica . Para mostrar a visão de Bruno sobre a ordem cósmica, ele usa uma adaptação animada da gravura Flammarion , uma ilustração do século 19 que agora se tornou um meme comum para a revelação dos mistérios do Universo.

A diversidade de espécies mostrada por meio da Árvore da Vida .

O episódio cobre várias facetas da origem da vida e da evolução . Tyson descreve tanto a seleção artificial por meio de reprodução seletiva , usando o exemplo da domesticação humana de lobos em cães, quanto a seleção natural que criou espécies como os ursos polares. Tyson usa a Nave da Imaginação para mostrar como DNA , genes e mutação funcionam, e como isso levou à diversidade de espécies representada pela Árvore da vida , incluindo como órgãos complexos como o olho surgiram como um elemento comum.

A primeira página do Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica de 1687 de Isaac Newton

Tyson então relata a colaboração entre Edmond Halley e Isaac Newton na última parte do século 17 em Cambridge . A colaboração resultaria na publicação de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , a primeira grande obra a descrever as leis da física em termos matemáticos, apesar das objeções e alegações de plágio de Robert Hooke e das dificuldades financeiras da Royal Society of London . Tyson explica como esse trabalho desafiou a noção predominante de que Deus havia planejado os céus, mas acabaria influenciando muitos fatores da vida moderna, incluindo o voo espacial .

Uma concepção artística de um buraco negro é disco de acreção .

Tyson começa o episódio explicando a natureza da velocidade da luz e quanto do que é visto do universo observável é da luz emanada de bilhões de anos no passado. Tyson explica ainda como a astronomia moderna tem usado tais análises através do tempo profundo para identificar o evento do Big Bang e a idade do universo.

Tyson passa a descrever como o trabalho de Isaac Newton , William Herschel , Michael Faraday e James Clerk Maxwell contribuíram para a compreensão da natureza de ondas eletromagnéticas e força gravitacional , e como este trabalho levou para Albert Einstein 's Teoria da Relatividade , que a velocidade da luz é uma constante fundamental do universo e a gravidade pode ser vista como uma distorção da estrutura do espaço-tempo. Tyson descreve o conceito de estrelas escuras postulado por John Michell, que não são visíveis, mas detectáveis ​​rastreando outras estrelas presas em seus poços gravitacionais , uma ideia que Herschel usou para descobrir estrelas binárias .

Em seguida, Tyson descreve a natureza dos buracos negros , suas enormes forças gravitacionais que podem até capturar a luz e sua descoberta por meio de fontes de raios-X como o Cygnus X-1 . Tyson usa a Nave da Imaginação para fornecer um postulado da curvatura do espaço - tempo e da dilatação do tempo à medida que alguém entra no horizonte de eventos do buraco negro, e a possibilidade de que estes podem levar a outros pontos dentro de nosso universo ou outros, ou mesmo a uma viagem no tempo. Tyson termina observando que o filho de Herschel, John , seria inspirado por seu pai a continuar a documentar as estrelas conhecidas , bem como contribuições para a fotografia que jogam com a mesma natureza do tempo profundo usada pelos astrônomos.

Linhas representativas de Fraunhofer usadas em espectroscopia astronômica para determinar a composição de objetos estelares distantes

Este episódio explora a teoria ondulatória da luz estudada pela humanidade, observando que a luz desempenhou um papel importante no progresso científico, com as primeiras experiências de mais de 2.000 anos envolvendo a câmera obscura do filósofo chinês Mozi . Tyson descreve o trabalho do cientista árabe do século 11 Ibn al-Haytham , considerado um dos primeiros a postular sobre a natureza da luz e da ótica que levou ao conceito do telescópio , bem como um dos primeiros pesquisadores a usar o método científico .

Supernova SN 1987A demonstrou a existência de neutrinos .

Este episódio examina a natureza do cosmos nas escalas micro e atômica, usando a Nave da Imaginação para explorar esses reinos. Tyson descreve alguns dos microrganismos que vivem dentro de uma gota de orvalho, demonstrando paramécios e tardígrados . Ele passa a discutir como as plantas usam a fotossíntese por meio de seus cloroplastos para converter a luz solar em reações químicas que convertem dióxido de carbono e água em oxigênio e açúcares ricos em energia. Tyson então discute a natureza das moléculas e átomos e como eles se relacionam com a evolução das espécies. Ele usa o exemplo dado por Charles Darwin postulando a existência da mariposa esfinge de Morgan de língua comprida com base na natureza da orquídea cometa com pólen dentro da flor. Ele demonstra ainda que os cheiros das flores são usados ​​para desencadear centros olfativos no cérebro , estimulando a mente a ameaças que auxiliem na sobrevivência da espécie.

Fragmentos de meteoros da Cratera de Meteoro no Arizona foram usados ​​para estimar a idade da Terra e outros materiais no Sistema Solar.

Este episódio gira em torno de como a ciência, em particular a obra de Clair Patterson (dublada em sequências animadas por Richard Gere ) em meados do século 20, foi capaz de determinar a idade da Terra . Tyson primeiro descreve como a Terra foi formada a partir da coalescência da matéria alguns milhões de anos após a formação do Sol, e embora os cientistas possam examinar as formações no estrato rochoso até datar alguns eventos geológicos, eles só podem rastrear milhões de anos atrás. Em vez disso, os cientistas usaram os destroços dos impactos de meteoros, como a Cratera do Meteoro no Arizona, sabendo que o material desses meteoros vindo do cinturão de asteróides teria sido feito ao mesmo tempo que a Terra.

Tyson então descreve o trabalho que Patterson fez como graduado sob seu orientador Harrison Brown para fornecer uma contagem precisa de chumbo nas partículas de zircão da Cratera do Meteoro e trabalhar com resultados semelhantes sendo coletados por George Tilton nas contagens de urânio; com a meia-vida estabelecida da decadência radioativa do urânio para chumbo, isso seria usado para estimar a idade da Terra. Patterson descobriu que seus resultados foram contaminados por chumbo do meio ambiente, em comparação com os resultados de Tilton, e exigiu a construção da primeira sala limpa ultra-alta para remover todos os vestígios de chumbo ambiental. Com esses resultados claros, Patterson foi capaz de estimar a idade da Terra em 4,5 bilhões de anos.

Os computadores de Harvard que ajudaram a classificar os tipos de estrelas

Este episódio fornece uma visão geral da composição das estrelas e seu destino em bilhões de anos. Tyson descreve como os primeiros humanos identificariam estrelas por meio do uso de constelações ligadas a vários mitos e crenças, como as Plêiades . Tyson descreve o trabalho de Edward Charles Pickering para capturar o espectro de várias estrelas simultaneamente, e o trabalho da Harvard Computers ou "Pickering's Harem" , uma equipe de mulheres pesquisadoras sob a orientação de Pickering, para catalogar os espectros. Essa equipe incluiu Annie Jump Cannon , que desenvolveu o sistema de classificação estelar , e Henrietta Swan Leavitt , que descobriu os meios de medir a distância de uma estrela à Terra por meio de seus espectros, mais tarde usados ​​para identificar outras galáxias no universo. Mais tarde, essa equipe incluiu Cecilia Payne , que desenvolveria uma boa amizade com Cannon; A tese de Payne baseada em seu trabalho com Cannon foi capaz de determinar a composição e temperatura das estrelas, colaborando com o sistema de classificação de Cannon.

Um mapa das placas tectônicas da Terra

Este episódio explora a paleogeografia da Terra ao longo de milhões de anos e seu impacto no desenvolvimento da vida no planeta. Tyson começa explicando que as árvores ricas em lignina evoluíram no período Carbonífero cerca de 300 milhões de anos atrás, não eram comestíveis pelas espécies na época e, em vez disso, cairiam e se tornariam carvão rico em carbono . Cerca de 50 milhões de anos depois, perto do final do período Permiano , a atividade vulcânica queimaria a matéria carbonosa, liberando dióxido de carbono e componentes ácidos, criando um súbito efeito de gás de efeito estufa que aqueceu os oceanos e liberou metano dos leitos oceânicos , tudo levando a o evento de extinção Permiano-Triássico , matando 90% das espécies na Terra.

Tyson então explica a natureza das placas tectônicas que moldariam as massas de terra do mundo. Tyson explica como cientistas como Abraham Ortelius hipotetizaram a ideia de que as massas de terra podem ter sido conectadas no passado, Alfred Wegener que hipotetizou a ideia de um supercontinente Pangéia e deriva continental, apesar da ideia prevalecente de pontes terrestres inundadas na época, e Bruce C. Heezen e Marie Tharp que descobriram a Cadeia do Atlântico Médio que apoiava a teoria das placas tectônicas. Tyson descreve como as massas de terra da Terra ficam sobre o manto , que se move devido ao movimento e ao calor do núcleo externo e interno da Terra .

Michael Faraday apresentando seus experimentos com eletromagnetismo em uma palestra de Natal , 1856

Este episódio fornece uma visão geral da natureza do eletromagnetismo , conforme descoberto por meio da obra de Michael Faraday . Tyson explica como a ideia de outra força da natureza, semelhante às forças gravitacionais, já havia sido postulada por Isaac Newton antes. Tyson continua em Faraday, vindo de um começo pobre, acabaria se interessando em estudar eletricidade depois de ler livros e assistir a palestras de Humphry Davy na Royal Institution . Davy contrataria Faraday depois de ver extensas anotações que ele havia feito para atuar como sua secretária e assistente de laboratório.

Depois que Davy e o químico William Hyde Wollaston tentaram sem sucesso aproveitar a descoberta de Hans Christian Ørsted dos fenômenos eletromagnéticos para aproveitar a capacidade de criar movimento a partir da eletricidade, Faraday foi capaz de criar seu próprio dispositivo para criar o primeiro motor elétrico aplicando eletricidade alinhada ao longo de um ímã. Davy, amargurado com a descoberta de Faraday, colocou Faraday na tarefa de melhorar a qualidade do vidro óptico de alta qualidade, impedindo Faraday de continuar suas pesquisas. Faraday, intrépido, continuou a trabalhar na Royal Institution e criou as Christmas Lectures destinadas a ensinar ciências às crianças. Após a morte de Davy, Faraday voltou aos esforços em tempo integral para estudar eletromagnetismo, criando o primeiro gerador elétrico inserindo um ímã em uma bobina de fios.

Este episódio cobre como a vida pode ter se desenvolvido na Terra e a possibilidade de vida em outros planetas. Tyson começa explicando como o desenvolvimento humano dos sistemas de escrita permitiu a transferência de informações através das gerações, descrevendo como a princesa Enheduanna ca. 2.280 aC seria uma das primeiras a assinar seu nome em suas obras, e como Gilgamesh colecionou histórias, incluindo a de Utnapishtim documentando um grande dilúvio comparável à história da Arca de Noé . Tyson explica como o DNA também registra informações para propagar a vida e postula teorias de como o DNA se originou na Terra, incluindo a evolução de uma poça de maré rasa ou do material ejetado de colisões de meteoros de outros planetas. Neste último caso, Tyson explica como a comparação da composição do meteorito Nakhla em 1911 com os resultados coletados pelo programa Viking demonstrou que o material de Marte pode transitar para a Terra e a capacidade de alguns micróbios de sobreviver às duras condições do espaço. Com os movimentos dos sistemas solares através da galáxia ao longo de bilhões de anos, a vida poderia se propagar de planeta em planeta da mesma maneira.

O aumento das temperaturas da superfície da Terra devido ao aquecimento global

Este episódio explora a natureza do efeito estufa (descoberto por Joseph Fourier e Svante Arrhenius ) e as evidências que demonstram a existência do aquecimento global por influência da humanidade. Tyson começa descrevendo a história de longo prazo do planeta Vênus; com base nas leituras da série de sondas Venera para o planeta, o planeta já teve um oceano e uma atmosfera, mas devido à liberação de dióxido de carbono de erupções vulcânicas , o efeito estufa descontrolado em Vênus fez com que as temperaturas da superfície aumentassem e fervessem os oceanos.

Tyson então observa que a natureza delicada da quantidade de dióxido de carbono na atmosfera pode influenciar o clima da Terra devido ao efeito estufa, e que os níveis de dióxido de carbono têm aumentado desde o início do século XX. Evidências mostram que isso se deve ao consumo humano de petróleo , carvão e gás, em vez de erupções vulcânicas devido à assinatura isotópica do dióxido de carbono. O aumento do dióxido de carbono levou a um aumento nas temperaturas, por sua vez levando a ciclos de retroalimentação positiva das calotas polares em derretimento e destravamento do permafrost para aumentar os níveis de dióxido de carbono.

A Terra como um ponto azul claro no meio da faixa de luz, tirada pela Voyager I de fora da órbita de Netuno

Tyson começa o episódio observando como a destruição da Biblioteca de Alexandria perdeu muito do conhecimento da humanidade até aquele ponto. Ele então contrasta com o esforço para que a humanidade continue descobrindo novos fatos sobre o universo e a necessidade de não impedir novas descobertas.

Tyson então descreve a descoberta de raios cósmicos por Victor Hess através de viagens de balão em grandes altitudes, onde a radiação aumentava quanto mais se distanciava da superfície. O astrônomo suíço Fritz Zwicky , ao estudar supernovas , postulou que esses raios cósmicos se originaram desses eventos em vez da radiação eletromagnética. Zwicky continuaria a estudar supernovas e, olhando para as velas padrão que elas emitiam, estimou o movimento das galáxias no universo. Seus cálculos sugeriram que deve haver mais massa no universo do que aquela aparente nas galáxias observáveis, e chamou isso de matéria escura . Esquecida inicialmente, a teoria de Zwicky foi confirmada pelo trabalho de Vera Rubin , que observou que a rotação das estrelas nas bordas das galáxias observáveis ​​não seguia o comportamento rotacional esperado sem considerar a matéria escura. Isso levou ainda mais à proposta da energia escura como uma teoria viável para explicar a taxa crescente de expansão do universo.

Tyson então descreve a viagem interestelar, usando as duas sondas Voyager . Além da capacidade de identificar várias características nos planetas do Sistema Solar, a Voyager I foi capaz de demonstrar recentemente a existência da heliosfera variável do Sol, que ajuda a proteger o Sistema Solar dos ventos interestelares . Tyson descreve o papel de Carl Sagan no programa Voyager, incluindo a criação do Registro Dourado da Voyager para encapsular a humanidade e a posição da Terra no universo, e convencer os diretores do programa a fazer a Voyager I tirar uma foto da Terra além da órbita de Netuno, criando o imagem do Ponto Azul Pálido . Tyson conclui a série enfatizando a mensagem de Sagan sobre a condição humana na vastidão do cosmos e para encorajar os espectadores a continuar a explorar e descobrir o que mais o universo tem a oferecer.