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

Filmed:
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 deephluboký into the night skynebe,
0
928
3492
Pokud se díváte na nebe,
00:16
you see starshvězdy,
1
4420
1616
vidíte hvězdy,
00:18
and if you look furtherdále, you see more starshvězdy,
2
6036
2572
a pokud se podíváte dále,
uvidíte více hvězd,
00:20
and furtherdále, galaxiesgalaxie, and
furtherdále, more galaxiesgalaxie.
3
8608
2159
a dále, galaxie a více galaxií.
00:22
But if you keep looking furtherdále and furtherdále,
4
10767
3873
Ale pokud budete pokračovat hlouběji,
00:26
eventuallynakonec you see nothing for a long while,
5
14640
3116
nakonec po dlouhou chvíli neuvidíte nic,
00:29
and then finallyKonečně you see a
faintchabý, fadingblednutí afterglowAfterglow,
6
17756
4462
a teprve poté konečně uvidíte slabý,
slábnoucí dosvit,
00:34
and it's the afterglowAfterglow of the BigVelké BangBang.
7
22218
3024
a to je dosvit velkého třesku.
00:37
Now, the BigVelké BangBang was an eraéra in the earlybrzy universevesmír
8
25242
2817
Velký třesk byla éra na počátku vesmíru,
00:40
when everything we see in the night skynebe
9
28059
2171
kde vše, co vidíme na noční obloze
00:42
was condensedzúžené into an incrediblyneuvěřitelně smallmalý,
10
30230
2410
bylo soustředěno v neuvěřitelně malé,
00:44
incrediblyneuvěřitelně hothorký, incrediblyneuvěřitelně roilingroling massHmotnost,
11
32640
4326
neuvěřitelně horké a rotující mase,
00:48
and from it sprungodpružené everything we see.
12
36966
2692
a z ní se vytvořilo vše, co vidíme.
00:51
Now, we'vejsme mappedmapované that afterglowAfterglow
13
39658
2859
My jsme se pustili do mapování
tohoto dosvitu
00:54
with great precisionpřesnost,
14
42517
1679
s velkou přesností,
00:56
and when I say we, I mean people who aren'tnejsou me.
15
44196
2044
a když říkám my, myslím lidi, kteří nejsou já.
00:58
We'veMáme mappedmapované the afterglowAfterglow
16
46240
1876
Mapujeme tento dosvit
01:00
with spectacularokázalý precisionpřesnost,
17
48116
1322
s nesmírnou přesností,
01:01
and one of the shocksšoky about it
18
49438
1548
a jedno z šokujících zjištění je,
01:02
is that it's almosttéměř completelyzcela uniformjednotný.
19
50986
2946
že je téměř zcela rovnoměrný.
01:05
FourteenČtrnáct billionmiliarda lightsvětlo yearsroky that way
20
53932
1958
14 bilionů světelných let tamtím směrem
01:07
and 14 billionmiliarda lightsvětlo yearsroky that way,
21
55890
1860
a 14 bilionů světelných let opačným směrem,
01:09
it's the samestejný temperatureteplota.
22
57750
1408
všude má stejnou teplotu.
01:11
Now it's been 14 billionmiliarda yearsroky
23
59158
3314
Tedy je to 14 bilionů let
01:14
sinceod té doby that BigVelké BangBang,
24
62472
1818
od velkého třesku
01:16
and so it's got faintchabý and coldStudený.
25
64290
2472
a tak je ten dosvit slabý a chladný.
01:18
It's now 2.7 degreesstupňů.
26
66762
2308
Má teď 2,7 stupňů.
01:21
But it's not exactlypřesně 2.7 degreesstupňů.
27
69070
2280
Není to tedy přesně 2,7 stupňů.
01:23
It's only 2.7 degreesstupňů to about
28
71350
2294
Je to 2,7 stupňů tak
01:25
10 partsčásti in a millionmilión.
29
73644
1842
v 10 případech z milionu.
01:27
Over here, it's a little hotterteplejší,
30
75486
994
Tady je trošku teplejší,
01:28
and over there, it's a little coolerchladič,
31
76480
1868
támhle zase trošku chladnější,
01:30
and that's incrediblyneuvěřitelně importantdůležité
to everyonekaždý in this roompokoj, místnost,
32
78348
3088
ale co je neuvěřitelně důležité,
01:33
because where it was a little hotterteplejší,
33
81436
1724
protože tam, kde byl teplejší,
01:35
there was a little more stuffvěci,
34
83160
1696
tam bylo také více hmoty,
01:36
and where there was a little more stuffvěci,
35
84856
1567
a kde bylo více hmoty,
01:38
we have galaxiesgalaxie and clustersclustery of galaxiesgalaxie
36
86423
1969
tam jsou galaxie a klastry galaxií,
01:40
and superclustersNadkupy
37
88392
1252
a super klastry
01:41
and all the structurestruktura you see in the cosmoskosmos.
38
89644
2708
a všechny struktury, které vidíme
ve vesmíru.
01:44
And those smallmalý, little, inhomogeneitiesinhomogeneities,
39
92352
3112
A ty malé nesourodosti
01:47
20 partsčásti in a millionmilión,
40
95464
2282
20 částí na milion
01:49
those were formedvytvořen by quantumkvantum mechanicalmechanické wigglesVrtí
41
97746
2754
ty byly vytvořeny kvantovými vlnami
01:52
in that earlybrzy universevesmír that were stretchednatažené
42
100500
1808
v raném vesmíru, a roztáhly se
01:54
acrosspřes the sizevelikost of the entirecelý cosmoskosmos.
43
102308
2279
napříč celým kosmem.
01:56
That is spectacularokázalý,
44
104587
1714
To je neobyčejné,
01:58
and that's not what they foundnalezeno on MondayPondělí;
45
106301
1665
a to ještě není ten pondělní objev;
01:59
what they foundnalezeno on MondayPondělí is coolerchladič.
46
107966
2036
ten je ještě lepší.
02:02
So here'stady je what they foundnalezeno on MondayPondělí:
47
110002
2266
Tak co objevili v pondělí:
02:04
ImaginePředstavte si you take a bellzvonek,
48
112268
3503
Představte si, že uchopíte zvon,
02:07
and you whackrána the bellzvonek with a hammerkladivo.
49
115771
1611
a do toho zvonu udeříte kladivem.
02:09
What happensse děje? It ringskroužky.
50
117382
1676
Co se stane? Zvoní.
02:11
But if you wait, that ringingvyzvánění fadesmizí
51
119058
2208
Pokud počkáte, tak zvonění bude
02:13
and fadesmizí and fadesmizí
52
121266
1620
postupně slábnout a slábnout,
02:14
untilaž do you don't noticeoznámení it anymoreuž víc.
53
122886
1942
až jej už neuslyšíte.
02:16
Now, that earlybrzy universevesmír was incrediblyneuvěřitelně densehustý,
54
124828
2648
Mladý vesmír byl neuvěřitelně hustý,
02:19
like a metalkov, way denserhustší,
55
127476
2079
jako kov, jen mnohem hustější,
02:21
and if you hitudeřil it, it would ringprsten,
56
129555
2405
a kdybychom do něj udeřili,
tak bude zvonit,
02:23
but the thing ringingvyzvánění would be
57
131960
1863
jen, to zvonění by představovalo
02:25
the structurestruktura of space-timečasoprostor itselfsám,
58
133823
2088
strukturu časoprostoru samotnou,
02:27
and the hammerkladivo would be quantumkvantum mechanicsmechanika.
59
135911
2816
a kladivo by bylo kvantová mechanika.
02:30
What they foundnalezeno on MondayPondělí
60
138727
1931
Pondělní objev
02:32
was evidencedůkaz of the ringingvyzvánění
61
140658
2362
je důkazem zvonění
02:35
of the space-timečasoprostor of the earlybrzy universevesmír,
62
143020
2315
časoprostoru mladého vesmíru,
02:37
what we call gravitationalgravitační wavesvlny
63
145335
2105
tomu, čemu říkáme gravitační vlny
02:39
from the fundamentalzákladní eraéra,
64
147440
1520
z tohoto základního období,
02:40
and here'stady je how they foundnalezeno it.
65
148960
1975
a zde je, jak to objevili.
02:42
Those wavesvlny have long sinceod té doby fadedvybledlé.
66
150935
2072
Tyto vlny již dávno zeslábly.
02:45
If you go for a walkProcházka,
67
153007
1488
Pokud půjdete na procházku,
02:46
you don't wigglekroutit.
68
154495
1588
už se nekroutíte.
02:48
Those gravitationalgravitační wavesvlny in the structurestruktura of spaceprostor
69
156083
2748
Gravitační vlny ve struktuře vesmíru
02:50
are totallynaprosto invisibleneviditelný for all practicalpraktický purposesúčely.
70
158831
2774
jsou již zcela neviditelné
z mnoha různých důvodů.
02:53
But earlybrzy on, when the universevesmír was makingtvorba
71
161605
2904
Ale dříve, když se vesmír utvářel,
02:56
that last afterglowAfterglow,
72
164509
2370
poslední dosvity,
02:58
the gravitationalgravitační wavesvlny
73
166879
1558
gravitační vlny
03:00
put little twistszvraty in the structurestruktura
74
168437
2863
vložily malé uzlíky do struktury
03:03
of the lightsvětlo that we see.
75
171300
1527
světla, které vidíme.
03:04
So by looking at the night skynebe deeperhlouběji and deeperhlouběji --
76
172827
2966
Takže díváním se hlouběji a hlouběji
do nočního nebe,
03:07
in factskutečnost, these guys spentstrávil
threetři yearsroky on the SouthJih PolePól
77
175793
2638
v reálu tito chlapíci strávili
tři roky na jižním pólu
03:10
looking straightrovný up throughpřes the coldestnejchladnější, clearestnejjasnější,
78
178431
2589
koukáním skrze nejstudenější, nejčistší
03:13
cleanestnejčistší airvzduch they possiblymožná could find
79
181020
2350
vzduch jaký mohli nalézt,
03:15
looking deephluboký into the night skynebe and studyingstudovat
80
183370
2429
hluboko do noční oblohy a studovali
03:17
that glowzáře and looking for the faintchabý twistszvraty
81
185799
3376
tento svit a hledali ty nejslabější uzlíky,
03:21
whichkterý are the symbolsymbol, the signalsignál,
82
189175
2348
které jsou symbolem, signálem,
03:23
of gravitationalgravitační wavesvlny,
83
191523
1820
gravitačních vln,
03:25
the ringingvyzvánění of the earlybrzy universevesmír.
84
193343
2341
zvonění mladého vesmíru.
03:27
And on MondayPondělí, they announcedoznámila
85
195684
1787
A v pondělí oznámili,
03:29
that they had foundnalezeno it.
86
197471
1744
že je objevili.
03:31
And the thing that's so spectacularokázalý about that to me
87
199215
2427
A věc, která je pro mně na tom tak úžasná
03:33
is not just the ringingvyzvánění, thoughačkoli that is awesomeskvělý.
88
201642
2748
je, že úžasné není jen to zvonění.
03:36
The thing that's totallynaprosto amazingúžasný,
89
204390
1358
Ta opravdu fantastická věc je,
03:37
the reasondůvod I'm on this stagefáze, is because
90
205748
2102
tady důvod, proč jsem dnes tady,
03:39
what that tellsvypráví us is something
deephluboký about the earlybrzy universevesmír.
91
207850
3468
že nám to říká něco nového,
podstatného o mladém vesmíru.
03:43
It tellsvypráví us that we
92
211318
1664
Říká nám to, že my
03:44
and everything we see around us
93
212982
1436
a vše, co kolem sebe vidíme,
03:46
are basicallyv podstatě one largevelký bubblebublina --
94
214418
2954
je v podstatě jedna velká bublina -
03:49
and this is the ideaidea of inflationinflace
95
217372
1756
a to je myšlenka rozpínání se -
03:51
one largevelký bubblebublina surroundedobklopen by something elsejiný.
96
219128
3892
jedna velká bublina, obklopená
něčím jiným.
03:55
This isn't conclusiveprůkazné evidencedůkaz for inflationinflace,
97
223020
2130
Toto není zcela jasný důkaz
rozpínání vesmíru,
03:57
but anything that isn't inflationinflace that explainsvysvětluje this
98
225150
2174
ale cokoli, co tímto jevem není,
03:59
will look the samestejný.
99
227324
1317
bude vypadat stejně.
04:00
This is a theoryteorie, an ideaidea,
100
228641
1645
Je to teorie, myšlenka,
04:02
that has been around for a while,
101
230286
1224
která je tady už nějakou dobu,
04:03
and we never thought we we'dmy jsme really see it.
102
231510
1725
ale nemysleli jsme si, že ji uvidíme.
04:05
For good reasonsdůvodů, we thought we'dmy jsme never see
103
233235
1838
Z dobrých důvodů jsme si mysleli, že
04:07
killerzabiják evidencedůkaz, and this is killerzabiják evidencedůkaz.
104
235073
2248
nespatříme stoprocentní důkaz, a on je tady!
04:09
But the really crazyšílený ideaidea
105
237321
2010
Ale ta skutečně šílená myšlenka je,
04:11
is that our bubblebublina is just one bubblebublina
106
239331
3032
že naše bublina je jen jednou z mnoha
04:14
in a much largervětší, roilingroling pothrnec of universaluniverzální stuffvěci.
107
242363
4626
mnohem většího, vířícího hrnce
vesmírné hmoty.
04:18
We're never going to see the stuffvěci outsidemimo,
108
246989
1826
Nikdy neuvidíme hmotu venku,
04:20
but by going to the SouthJih PolePól
and spendingvýdaje threetři yearsroky
109
248815
2574
ale odchodem na jižní pól a strávením tří let
04:23
looking at the detailedPodrobné structurestruktura of the night skynebe,
110
251389
2560
studováním detailní struktury nočního nebe
04:25
we can figurepostava out
111
253949
1856
můžeme zjistit,
04:27
that we're probablypravděpodobně in a universevesmír
that looksvzhled kinddruh of like that.
112
255805
3090
že jsme možná ve vesmíru, který vypadá
asi nějak takto.
04:30
And that amazesohromení me.
113
258895
2422
A to je to, co mně ohromuje.
04:33
ThanksDík a lot.
114
261317
1336
Děkuji Vám.
04:34
(ApplausePotlesk)
115
262653
2936
(potlesk)
Translated by Katerina Jaburkova
Reviewed by Martin Svoboda

▲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