ABOUT THE SPEAKER
Allan Adams - Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

Why you should listen

Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
More profile about the speaker
Allan Adams | Speaker | TED.com
TED2014

Allan Adams: The discovery that could rewrite physics

Алън Адамс: Откритието, което може да доведе до пренаписване на физиката

Filmed:
1,865,923 views

На 17 март 2014 г. група физици обявиха изумително откритие: неопровержими данни, подкрепящи идеята за разширяващата се Вселена, доказателство за Големия взрив. Какво означава това откритие за неспециалистите? От TED помолиха Алън Адамс да обясни накратко резултатите в тази импровизирана беседа, илюстрирана от Рандъл Мънроу от xkcd.
- Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
If you look deepДълбок into the night skyнебе,
0
928
3492
Ако погледнете надалеч в нощното небе,
00:16
you see starsзвезди,
1
4420
1616
ще видите звезди,
00:18
and if you look furtherоще, you see more starsзвезди,
2
6036
2572
ако погледнете още по-надалеч,
ще видите още звезди,
00:20
and furtherоще, galaxiesгалактики, and
furtherоще, more galaxiesгалактики.
3
8608
2159
последвани от галактики и след тях още галактики.
00:22
But if you keep looking furtherоще and furtherоще,
4
10767
3873
Но ако продължите да гледате все по-надалеч,
00:26
eventuallyв крайна сметка you see nothing for a long while,
5
14640
3116
накрая в продължение на доста време
няма да виждате нищо
00:29
and then finallyнакрая you see a
faintгубя съзнание, fadingзатихване afterglowЗарево,
6
17756
4462
и най-накрая ще видите слабо, угасващо сияние –
00:34
and it's the afterglowЗарево of the BigГолям BangВзрив.
7
22218
3024
реликтовото лъчение, останало от Големия взрив.
00:37
Now, the BigГолям BangВзрив was an eraера in the earlyрано universeвселена
8
25242
2817
Големият взрив е ера на ранната Вселена,
00:40
when everything we see in the night skyнебе
9
28059
2171
когато всичко, което виждаме в нощното небе,
00:42
was condensedсъкратен into an incrediblyневероятно smallмалък,
10
30230
2410
е било сбито в невероятно малка,
00:44
incrediblyневероятно hotгорещ, incrediblyневероятно roilingмътна massмаса,
11
32640
4326
невероятно гореща и невероятно мътна маса,
00:48
and from it sprungизвити everything we see.
12
36966
2692
и от нея се е появило всичко, което виждаме днес.
00:51
Now, we'veние имаме mappedнанесени that afterglowЗарево
13
39658
2859
Картографирахме това сияние
00:54
with great precisionпрецизност,
14
42517
1679
с голяма точност
00:56
and when I say we, I mean people who aren'tне са me.
15
44196
2044
и като казвам ние, нямам предвид себе си.
00:58
We'veНие сме mappedнанесени the afterglowЗарево
16
46240
1876
Картографирахме сиянието
01:00
with spectacularграндиозен precisionпрецизност,
17
48116
1322
с поразителна точност
01:01
and one of the shocksшокове about it
18
49438
1548
и една от шокиращите изненади бе,
01:02
is that it's almostпочти completelyнапълно uniformуниформа.
19
50986
2946
че то е почти еднородно.
01:05
FourteenЧетиринадесет billionмилиард lightсветлина yearsгодини that way
20
53932
1958
Четиринадесет милиарда светлинни години в тази посока
01:07
and 14 billionмилиард lightсветлина yearsгодини that way,
21
55890
1860
и 14 милиарда светлинни години в обратната посока
01:09
it's the sameедин и същ temperatureтемпература.
22
57750
1408
температурата е една и съща.
01:11
Now it's been 14 billionмилиард yearsгодини
23
59158
3314
Изминали са 13 милиарда години
01:14
sinceот that BigГолям BangВзрив,
24
62472
1818
от Големия взрив
01:16
and so it's got faintгубя съзнание and coldстуд.
25
64290
2472
и той е отслабнал и изстинал.
01:18
It's now 2.7 degreesградуса.
26
66762
2308
Температурата сега е 2,7 градуса.
01:21
But it's not exactlyточно 2.7 degreesградуса.
27
69070
2280
Но не точно 2,7 градуса.
01:23
It's only 2.7 degreesградуса to about
28
71350
2294
Тя е 2,7 градуса в едва
01:25
10 partsчасти in a millionмилион.
29
73644
1842
10 части на милион.
01:27
Over here, it's a little hotterгорещо,
30
75486
994
Ето тук е малко по-горещо,
01:28
and over there, it's a little coolerохладител,
31
76480
1868
а ето там – малко по-студено
01:30
and that's incrediblyневероятно importantважно
to everyoneвсеки in this roomстая,
32
78348
3088
и това е изключително важно за всеки в тази зала,
01:33
because where it was a little hotterгорещо,
33
81436
1724
защото където е било малко по-топло,
01:35
there was a little more stuffматерия,
34
83160
1696
е имало малко повече материя,
01:36
and where there was a little more stuffматерия,
35
84856
1567
а където е имало повече материя
01:38
we have galaxiesгалактики and clustersклъстери of galaxiesгалактики
36
86423
1969
имаме галактики, галактически купове
01:40
and superclusterssuperclusters
37
88392
1252
и суперкупове,
01:41
and all the structureструктура you see in the cosmosкосмос.
38
89644
2708
както и цялата структура на космоса.
01:44
And those smallмалък, little, inhomogeneitiesinhomogeneities,
39
92352
3112
A всички тези малки нееднородности,
01:47
20 partsчасти in a millionмилион,
40
95464
2282
20 части на милион,
01:49
those were formedоформен by quantumквант mechanicalмеханичен wigglesWiggles
41
97746
2754
са образувани от квантово механични колебания
01:52
in that earlyрано universeвселена that were stretchedразтегнат
42
100500
1808
в ранната Вселена, които са обхващали
01:54
acrossпрез the sizeразмер of the entireцял cosmosкосмос.
43
102308
2279
целия космос.
01:56
That is spectacularграндиозен,
44
104587
1714
Това е грандиозно,
01:58
and that's not what they foundнамерено on MondayПонеделник;
45
106301
1665
но не това откриха в понеделник.
01:59
what they foundнамерено on MondayПонеделник is coolerохладител.
46
107966
2036
Това, което откриха в понеделник, е още по-страхотно.
02:02
So here'sето what they foundнамерено on MondayПонеделник:
47
110002
2266
Ето какво откриха в понеделник –
02:04
ImagineПредставете си you take a bellзвънец,
48
112268
3503
представете си, че взимате камбана
02:07
and you whackфрасвам the bellзвънец with a hammerчук.
49
115771
1611
и я удряте с чук.
02:09
What happensслучва се? It ringsпръстени.
50
117382
1676
Какво се случва? Тя звъни.
02:11
But if you wait, that ringingзвънене fadesизбледнява
51
119058
2208
Но ако изчакате, звънът отслабва
02:13
and fadesизбледнява and fadesизбледнява
52
121266
1620
все повече и повече,
02:14
untilдо you don't noticeизвестие it anymoreвече.
53
122886
1942
докато спрете да го чувате.
02:16
Now, that earlyрано universeвселена was incrediblyневероятно denseплътен,
54
124828
2648
Ранната Вселена е била изключително плътна –
02:19
like a metalметал, way denserплътен,
55
127476
2079
като метал, доста по-плътна,
02:21
and if you hitудар it, it would ringпръстен,
56
129555
2405
и ако я ударите, би звъняла,
02:23
but the thing ringingзвънене would be
57
131960
1863
но звънът би бил
02:25
the structureструктура of space-timeвремепространството itselfсебе си,
58
133823
2088
самата структура на време-пространството,
02:27
and the hammerчук would be quantumквант mechanicsмеханика.
59
135911
2816
а чукът би бил квантовата механика.
02:30
What they foundнамерено on MondayПонеделник
60
138727
1931
Откритието от понеделник
02:32
was evidenceдоказателства of the ringingзвънене
61
140658
2362
е доказателство за звъненето
02:35
of the space-timeвремепространството of the earlyрано universeвселена,
62
143020
2315
на време-пространството на ранната Вселена,
02:37
what we call gravitationalгравитационното wavesвълни
63
145335
2105
което наричаме гравитационни вълни
02:39
from the fundamentalосновен eraера,
64
147440
1520
от фундаменталната ера
02:40
and here'sето how they foundнамерено it.
65
148960
1975
и ето как са ги открили.
02:42
Those wavesвълни have long sinceот fadedбледи.
66
150935
2072
Тези вълни отдавна са отслабнали.
02:45
If you go for a walkразходка,
67
153007
1488
Ако отивате на разходка,
02:46
you don't wiggleмърдам.
68
154495
1588
не вървите с насечени, колебливи движения.
02:48
Those gravitationalгравитационното wavesвълни in the structureструктура of spaceпространство
69
156083
2748
Тези гравитационни вълни в структурата на пространството
02:50
are totallyнапълно invisibleневидим for all practicalпрактичен purposesцели.
70
158831
2774
на практика са напълно невидими.
02:53
But earlyрано on, when the universeвселена was makingприготвяне
71
161605
2904
Но по-рано, когато Вселената е формирала
02:56
that last afterglowЗарево,
72
164509
2370
последното остатъчно сияние,
02:58
the gravitationalгравитационното wavesвълни
73
166879
1558
гравитационните вълни
03:00
put little twistsобрати in the structureструктура
74
168437
2863
са оставили малки изкривявания в структурата
03:03
of the lightсветлина that we see.
75
171300
1527
на светлината, която виждаме.
03:04
So by looking at the night skyнебе deeperпо дълбоко and deeperпо дълбоко --
76
172827
2966
И така, гледайки все по-надалеч в нощното небе –
03:07
in factфакт, these guys spentпрекарах
threeтри yearsгодини on the SouthЮжна PoleПолюс
77
175793
2638
всъщност тези момчета са прекарали три години на Южния полюс,
03:10
looking straightнаправо up throughпрез the coldest-студената, clearestясната,
78
178431
2589
гледайки право нагоре през най-студения, най-прозрачния,
03:13
cleanest-чистите airвъздух they possiblyвъзможно could find
79
181020
2350
най-чистия въздух, който може да се намери,
03:15
looking deepДълбок into the night skyнебе and studyingизучаване
80
183370
2429
гледали са надалеч в нощното небе и са изучавали
03:17
that glowблясък and looking for the faintгубя съзнание twistsобрати
81
185799
3376
това сияние, търсили са смътните изкривявания,
03:21
whichкойто are the symbolсимвол, the signalсигнал,
82
189175
2348
които са символът, сигналът
03:23
of gravitationalгравитационното wavesвълни,
83
191523
1820
на гравитационните вълни,
03:25
the ringingзвънене of the earlyрано universeвселена.
84
193343
2341
звъненето на ранната Вселена.
03:27
And on MondayПонеделник, they announcedоповестен
85
195684
1787
И в понеделник обявиха,
03:29
that they had foundнамерено it.
86
197471
1744
че са ги намерили.
03:31
And the thing that's so spectacularграндиозен about that to me
87
199215
2427
И грандиозното в това за мен
03:33
is not just the ringingзвънене, thoughвъпреки че that is awesomeстрахотен.
88
201642
2748
е не само звъненето, въпреки че то е страхотно.
03:36
The thing that's totallyнапълно amazingудивителен,
89
204390
1358
Това, което е абсолютно изумително,
03:37
the reasonпричина I'm on this stageсцена, is because
90
205748
2102
причината да съм на тази сцена е,
03:39
what that tellsразказва us is something
deepДълбок about the earlyрано universeвселена.
91
207850
3468
че разбираме нещо важно за ранната Вселена.
03:43
It tellsразказва us that we
92
211318
1664
Откритието ни казва, че ние
03:44
and everything we see around us
93
212982
1436
и всичко около нас
03:46
are basicallyв основата си one largeголям bubbleмехур --
94
214418
2954
сме на практика един голям мехур –
03:49
and this is the ideaидея of inflationинфлация
95
217372
1756
това е идеята за разширяването –
03:51
one largeголям bubbleмехур surroundedобкръжен by something elseоще.
96
219128
3892
един голям мехур, обграден с нещо друго.
03:55
This isn't conclusiveубедителни evidenceдоказателства for inflationинфлация,
97
223020
2130
Това не е убедително доказателство за разширяването,
03:57
but anything that isn't inflationинфлация that explainsобяснява this
98
225150
2174
но всичко, което не е разширяване и обяснява тези явления,
03:59
will look the sameедин и същ.
99
227324
1317
ще изглежда по същия начин.
04:00
This is a theoryтеория, an ideaидея,
100
228641
1645
Това е теория, идея,
04:02
that has been around for a while,
101
230286
1224
която съществува от известно време
04:03
and we never thought we we'dние искаме really see it.
102
231510
1725
и никога не сме си представяли, че наистина ще я видим.
04:05
For good reasonsпричини, we thought we'dние искаме never see
103
233235
1838
Имахме добри основания да мислим, че няма да видим
04:07
killerубиец evidenceдоказателства, and this is killerубиец evidenceдоказателства.
104
235073
2248
абсолютно доказателство, а това е абсолютното доказателство.
04:09
But the really crazyлуд ideaидея
105
237321
2010
Но истински влудяващата идея е,
04:11
is that our bubbleмехур is just one bubbleмехур
106
239331
3032
че нашият мехур е просто един мехур
04:14
in a much largerпо-голям, roilingмътна potгърне of universalуниверсален stuffматерия.
107
242363
4626
в много по-голям, размътен съд с вселенска материя.
04:18
We're never going to see the stuffматерия outsideизвън,
108
246989
1826
Никога няма да видим нещата отвън,
04:20
but by going to the SouthЮжна PoleПолюс
and spendingразходи threeтри yearsгодини
109
248815
2574
но отивайки на Южния полюс и прекарвайки три години
04:23
looking at the detailedподробни structureструктура of the night skyнебе,
110
251389
2560
в подробно наблюдение на структурата на нощното небе,
04:25
we can figureфигура out
111
253949
1856
можем да установим,
04:27
that we're probablyвероятно in a universeвселена
that looksвъншност kindмил of like that.
112
255805
3090
че вероятно сме във Вселена, която донякъде изглежда така.
04:30
And that amazesизумява me.
113
258895
2422
И това ме изумява.
04:33
ThanksБлагодаря a lot.
114
261317
1336
Много благодаря.
04:34
(ApplauseАплодисменти)
115
262653
2936
(Аплодисменти)
Translated by Kitchka Dyankova
Reviewed by Biliana Nikolova

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Allan Adams - Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

Why you should listen

Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
More profile about the speaker
Allan Adams | Speaker | TED.com