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.
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Allan Adams | Speaker | TED.com
TED2014

Allan Adams: The discovery that could rewrite physics

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1,865,923 views

On March 17, 2014, a group of physicists announced a thrilling discovery: the “smoking gun” data for the idea of an inflationary universe, a clue to the Big Bang. For non-physicists, what does it mean? TED asked Allan Adams to briefly explain the results, in this improvised talk illustrated by Randall Munroe of 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 deepProfond into the night skyciel,
0
928
3492
Si vous regardez attentivement
le ciel la nuit,
00:16
you see starsétoiles,
1
4420
1616
Vous voyez des étoiles.
00:18
and if you look furtherplus loin, you see more starsétoiles,
2
6036
2572
Et si vous regardez plus loin,
vous verrez encore plus d'étoiles
00:20
and furtherplus loin, galaxiesgalaxies, and
furtherplus loin, more galaxiesgalaxies.
3
8608
2159
Et plus loin, des galaxies, et
encore plus loin, plus de galaxies
00:22
But if you keep looking furtherplus loin and furtherplus loin,
4
10767
3873
Mais si vous regardez
toujours plus loin,
00:26
eventuallyfinalement you see nothing for a long while,
5
14640
3116
vous finirez par ne plus rien voir
pendant un long moment
00:29
and then finallyenfin you see a
faintperdre connaissance, fadingdécoloration afterglowAfterglow,
6
17756
4462
et seulement ensuite vous verrez
une faible lueur qui s'estompe,
00:34
and it's the afterglowAfterglow of the BigGros BangBang.
7
22218
3024
et c'est la lumière rémanente
du Big Bang.
00:37
Now, the BigGros BangBang was an eraère in the earlyde bonne heure universeunivers
8
25242
2817
Le Big Bang date
des débuts de l'univers
00:40
when everything we see in the night skyciel
9
28059
2171
quand tout ce que l'on voit
dans le ciel de nuit
00:42
was condensedcondensée into an incrediblyincroyablement smallpetit,
10
30230
2410
se trouvait condensé
en une masse incroyablement petite,
00:44
incrediblyincroyablement hotchaud, incrediblyincroyablement roilingbrouillage massMasse,
11
32640
4326
incroyablement brûlante,
et incroyablement agitée
00:48
and from it sprungSprung everything we see.
12
36966
2692
de laquelle
est né tout ce que l'on voit.
00:51
Now, we'venous avons mappedmappé that afterglowAfterglow
13
39658
2859
Nous avons pu
localiser cette lueur
00:54
with great precisionprécision,
14
42517
1679
avec une très grande précision,
00:56
and when I say we, I mean people who aren'tne sont pas me.
15
44196
2044
et quand je dis « nous »,
je ne veux pas dire moi.
00:58
We'veNous avons mappedmappé the afterglowAfterglow
16
46240
1876
Nous avons pu
localiser cette lueur,
01:00
with spectacularspectaculaire precisionprécision,
17
48116
1322
avec une extrême précision,
01:01
and one of the shockschocs about it
18
49438
1548
et ce qui est très surprenant,
01:02
is that it's almostpresque completelycomplètement uniformuniforme.
19
50986
2946
c'est qu'elle est presque
entièrement uniforme.
01:05
FourteenQuatorze billionmilliard lightlumière yearsannées that way
20
53932
1958
Quatorze milliards
d'années-lumière par là,
01:07
and 14 billionmilliard lightlumière yearsannées that way,
21
55890
1860
et quatorze milliards
d'années-lumière par là-bas,
01:09
it's the sameMême temperaturetempérature.
22
57750
1408
et c'est exactement
la même température.
01:11
Now it's been 14 billionmilliard yearsannées
23
59158
3314
Cela fait maintenant
13 milliards d'années
01:14
sincedepuis that BigGros BangBang,
24
62472
1818
que le Big Bang s'est produit,
01:16
and so it's got faintperdre connaissance and colddu froid.
25
64290
2472
donc elle s'est affaiblie
et reffroidie.
01:18
It's now 2.7 degreesdegrés.
26
66762
2308
Il fait maintenant 2,7 degrés.
01:21
But it's not exactlyexactement 2.7 degreesdegrés.
27
69070
2280
Mais pas exactement 2,7 degrés.
01:23
It's only 2.7 degreesdegrés to about
28
71350
2294
Il fait seulement 2,7 degrés
01:25
10 partsles pièces in a millionmillion.
29
73644
1842
dans environ 10 endroits
sur un million.
01:27
Over here, it's a little hotterplus chaud,
30
75486
994
Par ici, c'est un peu plus chaud,
01:28
and over there, it's a little coolerglacière,
31
76480
1868
Par là, un peu plus froid,
01:30
and that's incrediblyincroyablement importantimportant
to everyonetoutes les personnes in this roomchambre,
32
78348
3088
Et c'est très important pour
chacun dans cette salle,
01:33
because where it was a little hotterplus chaud,
33
81436
1724
car là où
c'était un peu plus chaud,
01:35
there was a little more stuffdes trucs,
34
83160
1696
il y avait un peu
plus de choses,
01:36
and where there was a little more stuffdes trucs,
35
84856
1567
et où il y avait
un peu plus de choses
01:38
we have galaxiesgalaxies and clustersgrappes of galaxiesgalaxies
36
86423
1969
on a des galaxies
et des amas de galaxies
01:40
and superclusterssuperamas
37
88392
1252
et des superamas
01:41
and all the structurestructure you see in the cosmoscosmos.
38
89644
2708
et toute la structure
que vous pouvez voir du cosmos.
01:44
And those smallpetit, little, inhomogeneitiesinhomogénéités,
39
92352
3112
Et ces 20 endroits pour un million,
01:47
20 partsles pièces in a millionmillion,
40
95464
2282
petits, non homogènes,
01:49
those were formedformé by quantumquantum mechanicalmécanique wigglesWiggles
41
97746
2754
ont été formés par des gigotements
de la mécanique quantique
01:52
in that earlyde bonne heure universeunivers that were stretchedétiré
42
100500
1808
de ce début d'univers
qui étaient étendus
01:54
acrossà travers the sizeTaille of the entiretout cosmoscosmos.
43
102308
2279
au travers du cosmos tout entier.
C'est spectaculaire,
01:56
That is spectacularspectaculaire,
44
104587
1714
Et ce n'est pas
ce qu'ils ont trouvé lundi ;
01:58
and that's not what they founda trouvé on MondayLundi;
45
106301
1665
01:59
what they founda trouvé on MondayLundi is coolerglacière.
46
107966
2036
ce qu'ils ont trouvé lundi est plus cool.
Voici ce qu'ils ont trouvé.
02:02
So here'svoici what they founda trouvé on MondayLundi:
47
110002
2266
02:04
ImagineImaginez you take a bellcloche,
48
112268
3503
Imaginez que
vous prenez une cloche,
02:07
and you whackbattre the bellcloche with a hammermarteau.
49
115771
1611
et vous la frapper de
coups de marteaux.
02:09
What happensarrive? It ringsanneaux.
50
117382
1676
Que se passe-t-il ? Elle sonne.
02:11
But if you wait, that ringingsonnerie fadesfondus
51
119058
2208
Mais si vous attendez,
ce son s'atténue
02:13
and fadesfondus and fadesfondus
52
121266
1620
et s'atténue encore et encore
02:14
untiljusqu'à you don't noticeremarquer it anymoreplus.
53
122886
1942
jusqu'à ce que
vous ne l'entendiez plus.
02:16
Now, that earlyde bonne heure universeunivers was incrediblyincroyablement densedense,
54
124828
2648
Cet univers primordial
était incroyablement dense,
02:19
like a metalmétal, way denserplus dense,
55
127476
2079
comme du métal, plus dense encore,
02:21
and if you hitfrappé it, it would ringbague,
56
129555
2405
et si vous le frappiez, il sonnerait,
02:23
but the thing ringingsonnerie would be
57
131960
1863
mais ce qui sonnerait serait
la structure de l'espace-temps elle même,
02:25
the structurestructure of space-timeespace-temps itselfse,
58
133823
2088
02:27
and the hammermarteau would be quantumquantum mechanicsmécanique.
59
135911
2816
et le marteau
serait la mécanique quantique.
02:30
What they founda trouvé on MondayLundi
60
138727
1931
Ce qu'ils ont trouvé lundi
02:32
was evidencepreuve of the ringingsonnerie
61
140658
2362
était une preuve du tintement
02:35
of the space-timeespace-temps of the earlyde bonne heure universeunivers,
62
143020
2315
de l'espace-temps
du début de l'univers
02:37
what we call gravitationalgravitationnel wavesvagues
63
145335
2105
ce que nous appelons
des ondes gravitationnelles
02:39
from the fundamentalfondamental eraère,
64
147440
1520
de l'ère fondamentale,
02:40
and here'svoici how they founda trouvé it.
65
148960
1975
et voici comment
ils les ont trouvées.
02:42
Those wavesvagues have long sincedepuis fadedFaded.
66
150935
2072
Ces ondes s'étaient évanouies
depuis longtemps.
02:45
If you go for a walkmarche,
67
153007
1488
Si vous allez marcher,
02:46
you don't wiggleWiggle.
68
154495
1588
vous ne gigotez pas.
02:48
Those gravitationalgravitationnel wavesvagues in the structurestructure of spaceespace
69
156083
2748
Ces ondes gravitationnelles dans
la structure de l'espace-temps
02:50
are totallytotalement invisibleinvisible for all practicalpratique purposesfins.
70
158831
2774
sont totalement invisibles
pour ainsi dire.
02:53
But earlyde bonne heure on, when the universeunivers was makingfabrication
71
161605
2904
Mais plus tôt, lorsque l'univers
était en train de produire
02:56
that last afterglowAfterglow,
72
164509
2370
ses dernières lueurs,
02:58
the gravitationalgravitationnel wavesvagues
73
166879
1558
les ondes gravitationnelles
03:00
put little twiststorsions in the structurestructure
74
168437
2863
ont produit des petites
déformations dans la structure
03:03
of the lightlumière that we see.
75
171300
1527
de la lumière que nous voyons.
03:04
So by looking at the night skyciel deeperPlus profond and deeperPlus profond --
76
172827
2966
Alors en regardant le ciel de nuit,
de plus en plus loin --
03:07
in factfait, these guys spentdépensé
threeTrois yearsannées on the SouthSud PolePôle
77
175793
2638
en fait, ces gars ont passé
trois ans au pôle Sud
03:10
looking straighttout droit up throughpar the coldestle plus froid, clearestplus clair,
78
178431
2589
regardant droit au travers
du plus froid, plus clair,
03:13
cleanestplus propre airair they possiblypeut-être could find
79
181020
2350
plus pur air
qu'ils aient pu trouver,
03:15
looking deepProfond into the night skyciel and studyingen train d'étudier
80
183370
2429
observant les profondeurs
du ciel nocturne et étudiant
03:17
that glowGlow and looking for the faintperdre connaissance twiststorsions
81
185799
3376
cette lueur et cherchant
les faibles perturbations
03:21
whichlequel are the symbolsymbole, the signalsignal,
82
189175
2348
qui sont le symbole, le signal,
03:23
of gravitationalgravitationnel wavesvagues,
83
191523
1820
des ondes gravitationnelles,
03:25
the ringingsonnerie of the earlyde bonne heure universeunivers.
84
193343
2341
le son de l'univers primordial.
03:27
And on MondayLundi, they announcedannoncé
85
195684
1787
Et lundi, ils ont annoncé
03:29
that they had founda trouvé it.
86
197471
1744
qu'ils l'avaient trouvé.
03:31
And the thing that's so spectacularspectaculaire about that to me
87
199215
2427
Ce que je trouve
tellement spectaculaire
03:33
is not just the ringingsonnerie, thoughbien que that is awesomeimpressionnant.
88
201642
2748
ce n'est pas juste le son,
bien que ce soit fantastique.
03:36
The thing that's totallytotalement amazingincroyable,
89
204390
1358
Ce qui est totalement incroyable,
la raison pour laquelle
03:37
the reasonraison I'm on this stageétape, is because
90
205748
2102
je suis sur cette scène,
c'est que ce que cela révèle à propos
03:39
what that tellsraconte us is something
deepProfond about the earlyde bonne heure universeunivers.
91
207850
3468
03:43
It tellsraconte us that we
92
211318
1664
de l'univers primordial est profond.
Cela nous dit que nous,
03:44
and everything we see around us
93
212982
1436
et tout ce qui nous entoure,
03:46
are basicallyen gros one largegrand bubblebulle --
94
214418
2954
nous sommes en fait
dans une grande bulle --
03:49
and this is the ideaidée of inflationinflation
95
217372
1756
et c'est cette idée d'inflation ---
03:51
one largegrand bubblebulle surroundedentouré by something elseautre.
96
219128
3892
une grande bulle entourée
de quelque chose d'autre.
03:55
This isn't conclusiveconcluante evidencepreuve for inflationinflation,
97
223020
2130
Ce n'est pas une preuve
concluante de l'inflation,
03:57
but anything that isn't inflationinflation that explainsexplique this
98
225150
2174
mais tout ce qui ne serait pas gonflement
et qui expliquerait cela
03:59
will look the sameMême.
99
227324
1317
y ressemblerait.
04:00
This is a theorythéorie, an ideaidée,
100
228641
1645
C'est une théorie, une idée,
04:02
that has been around for a while,
101
230286
1224
qui n'est pas nouvelle,
04:03
and we never thought we we'dmer really see it.
102
231510
1725
et nous n'avons jamais pensé
que nous serions sûrs.
04:05
For good reasonsles raisons, we thought we'dmer never see
103
233235
1838
Nous pensions que
nous ne verrions jamais
04:07
killertueur evidencepreuve, and this is killertueur evidencepreuve.
104
235073
2248
une preuve clé, et ça,
c'est une preuve absolue.
04:09
But the really crazyfou ideaidée
105
237321
2010
Mais l'idée vraiment incroyable
04:11
is that our bubblebulle is just one bubblebulle
106
239331
3032
c'est que notre bulle
n'est qu'une bulle
04:14
in a much largerplus grand, roilingbrouillage potpot of universaluniversel stuffdes trucs.
107
242363
4626
dans une plus grande marmite
de trucs universels.
04:18
We're never going to see the stuffdes trucs outsideà l'extérieur,
108
246989
1826
Nous ne verrons jamais
les choses en dehors,
04:20
but by going to the SouthSud PolePôle
and spendingdépenses threeTrois yearsannées
109
248815
2574
mais en allant au pôle Sud
et en y passant trois ans
04:23
looking at the detaileddétaillées structurestructure of the night skyciel,
110
251389
2560
observant la minutieuse
structure de la nuit étoilée,
04:25
we can figurefigure out
111
253949
1856
on peut comprendre
04:27
that we're probablyProbablement in a universeunivers
that looksregards kindgentil of like that.
112
255805
3090
que nous sommes probablement
dans un univers qui ressemble à ça.
04:30
And that amazesétonne me.
113
258895
2422
Et ça, ça m'épate.
04:33
ThanksMerci a lot.
114
261317
1336
Merci beaucoup.
04:34
(ApplauseApplaudissements)
115
262653
2936
(Applaudissement)
Translated by Benjamin Cauley
Reviewed by Nhu PHAM

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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.
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