
English: 
Translator: Alessia Giorgiutti
Reviewer: Michele Gianella
Good morning.
(Applause)
My name is Francesca Vidotto,
and I am a theoretical physicist.
To be precise,
my job is to try and write
the equations that describe
space and time.
These equations
are important, for example,
if we want to try to understand
what is inside a black hole,
or how our universe
has started to expand.
These situations are quite different
from our everyday life;
but they are also extreme situations,
where a better understanding
of time is needed.
And understanding time
also means understanding
what is reality,

Italian: 
Traduttore: Alessia Giorgiutti
Revisore: Michele Gianella
Buongiorno.
(Applausi)
Il mio nome è Francesca Vidotto,
e sono una fisica teorica.
Per la precisione,
il mio lavoro consiste
nel cercare di scrivere
le equazioni che descrivono
lo spazio e il tempo.
E queste equazioni
sono importanti, per esempio,
se vogliamo cercare di capire
cosa c'è dentro un buco nero,
o come il nostro universo
ha iniziato ad espandersi.
Sono situazioni un po' diverse
dalla nostra quotidianità.
Però sono situazioni talmente estreme
in cui diventa importante
cercare di capire il tempo,
e capire il tempo
significa anche capire
che cos'è la realtà,

English: 
understanding what is real.
So,
reality - what's real?
By the way, these don't seem to be
the kind of questions
a physicist is supposed to ask.
But they are.
And they may also seem
easy questions:
what does it exist?
Reality. Easy!
I am here, I exist;
you exist, I am seeing you;
the floor exists; the screen exists;
the chairs you are sitting on exist:
easy, trivial.
Let's try with a slightly
more complicated question:
do dinosaurs exist?
Who is voting "yes"?
Raise your hand.
Who is voting "no"?
I do not see any dinosaurs here.
I've never seen dinosaurs in my life.
I saw them in a museum,
but they were fake.

Italian: 
capire cosa è reale.
Allora -
la realtà, che cosa è reale...
Intanto sembrano domande che non sono
il mestiere di un fisico domandarsi.
Invece no.
Ma sembrano anche
domande facili:
Che cosa esiste?
La realtà, facile.
Io sono qui; io esisto;
voi esistete, vi sto vedendo;
il pavimento esiste; lo schermo esiste;
le vostre sedie
su cui siete seduti esistono.
Facile, banale.
Proviamo con una domanda
un po' più complicata:
esistono i dinosauri?
Chi è che vota "sì"?
Alzate la mano.
Chi è che vota "no"?
Io non vedo nessun dinosauro qui.
Non ho mai visto dinosauri in vita mia.
Li ho visti in un museo, ma erano finti.

Italian: 
No, i dinosauri non esistono...
Però possiamo dire
che "esistevano" nel passato.
E nel futuro?
Per esempio, possiamo dire che esistono
delle colonie umane su Marte?
No, però potrebbe essere
che nel futuro esistano.
Allora forse è solo questione di cercare
di formulare un po' meglio la domanda.
Forse dovremmo chiederci
che cosa esiste ora.
Allora, "Che cosa esiste ora?"
richiede definire
che cosa sia il presente.
Il presente è come una linea sottile,
una linea senza spessore
che divide il passato dal futuro.
Allora, per esempio,
posso ordinare tante linee
una dietro l'altra -
delle linee di simultaneità,

English: 
No, dinosaurs do not exist,
but we can say
they "did exist" in the past.
And in the future?
For example, can we say that there are
human colonies on Mars?
No, but maybe in the future theywill.
So maybe it's just a matter of trying
to formulate the question a little better.
Perhaps we should ask ourselves,
What does exist now?
But then, the question
"What does exist now?"
requires defining what the present is.
The present is like a thin line,
a border with no thickness
between the past and the future.
Therefore, for instance,
I can order many lines
one after the other,
lines of simultaneity,

Italian: 
delle linee su cui metto tutte le cose
che esistono allo stesso tempo,
e posso ordinare:
nel passato i dinosauri; noi adesso;
e nel futuro le colonie su Marte.
Ma non è così:
purtroppo – o per fortuna,
nelle equazioni della fisica che io studio
non è possibile fare questo.
Questo lo abbiamo imparato
grazie ad Einstein
e alla sua teoria della relatività -
le sue due teorie della relatività.
Dopo Einstein,
sappiamo che questa
stratificazione del tempo,
questa descrizione del presente,
non è come il mondo funziona.
Il mondo non è così.
Ma cerchiamo di capire un po' meglio.
Immaginiamo, per esempio -
mi faccio aiutare immaginando
che ci sia mia sorella qui.
E io e mia sorella abbiamo
degli orologi precisissimi -
o meglio di questo.
Sincronizziamo i nostri orologi

English: 
the lines on which I put all the things
that exist at the same time,
and I can then allocate
the dinosaurs in the past,
us in this present,
and the colonies on Mars in the future.
But this is not the case:
unfortunately -or fortunately -
in the equations of physics that I study
it is not possible to do this.
We learned this from Einstein
and his theory of relativity - 
his two theories of relativity.
After Einstein,
we know that this
stratification of time,
this description of the present,
has no basis in objective reality.
The world does not work like that.
Let's try to understand this
a little bit better.
Imagine, for example -
let me help myself by imagining
that my sister is here with me -
and my sister and I
have very precise watches,
better than this one;
we synchronize our watches

English: 
then I stay in some "Low Lands",
while she goes to live
in some "high lands":
in the mountains, in the Himalayas,
in the Andes - you name it.
When we meet again,
we look at our clocks
and we see that hers
is a little ahead of mine.
What does it mean?
It means that her clock
has ticked a bit more than mine.
This means that time passes differently
depending on where we are:
the closer we are to a mass,
the slower time flows,
the slower our clocks tick.
This is true for watches,
but it is also true for us.
It's true for everything:
it's true for your cells,
for every interacting
elementary particles,
it's true for everything.

Italian: 
e poi io rimango
a vivere nei Paesi Bassi,
lei per esempio
va a vivere nei Paesi "alti",
in montagna, sull'Himalaya, sulle Ande:
quando ci rincontriamo
guardiamo i nostri orologi
e vediamo che il suo
è un po' più avanti del mio.
Cosa vuol dire?
Vuol dire che il suo
ha ticchettato un po' di più del mio.
Allora, il tempo passa diversamente
a seconda di dove ci troviamo:
più ci troviamo vicino ad una massa,
più il tempo scorre lentamente,
più il nostro orologio
ticchetta più lentamente.
Allora questo è vero per gli orologi,
ma è vero anche per noi.
È vero per qualsiasi cosa:
è vero per le vostre cellule,
è vero per le particelle elementari
che interagiscono;
è vero per qualsiasi cosa.

Italian: 
Questo ticchettio, più lento
quando si è vicino ad una grande massa,
implica anche il fatto che,
visto che mia sorella è stata in montagna,
è invecchiata un po' più di me.
Adesso, povera sorella,
facciamo il contrario.
Facciamo che invece è mia sorella
che va vicino ad una grande massa.
Com'è che si può fare?
La mandiamo in una missione spaziale
su un pianeta più massiccio del nostro:
la mandiamo per esempio
[..] su Giove, più massiccio,
quindi il tempo per lei
adesso scorre più lentamente.
Ancora però non è abbastanza:
facciamo una cosa ancora più estrema...
La mandiamo in una missione spaziale
ancora più estrema;
la mandiamo vicino ad un buco nero.
Un buco nero è un oggetto supermassiccio
dove tutta la massa è concentrata
in uno spazio piccolissimo
e dove il tempo scorre molto,
molto lentamente.
Quindi il tempo dipende
da dove ci troviamo,

English: 
The ticking slowdown,
when getting closer to a large mass,
implies the fact that,
as my sister was high in the mountains.
she has aged a little more than me.
Poor sister! Let's do the opposite:
let's assume it's my sister
who goes near a large mass.
How can we do it?
We send her on a space mission
to a more massive planet than ours:
for example we send her to Jupiter,
that is way more massive than Earth,
so time is now flowing slower for her.
But still it is not enough:
let's do something more extreme,
let’s send her on a space mission
that's even more extreme,
let’s send her near a black hole.
A black hole is a supermassive object:
its whole mass is concentrated
in a very small space
and time flows very, very slowly there.
So time depends on where we are;

English: 
but even if my sister and I
were in the same place,
at the same location,
but my sister started
to turn around me at a crazy speed,
even then our flow of time
would be different:
once more, her time would pass slower.
And when we meet again,
I would discover
she has aged less than me.
Now, OK: time flows differently,
the rhythm of time
is different for each observer.
But still we don’t understand
why this should change
our notion of present,
why the stratification of time
should disappear.
Let's think about this for a moment.
After all, for a given observer
time flows with a certain speed,
for another one it flows
with another speed;
but in principle this doesn't prevent me
from ordering events past to future:
one observer is a little older,
the other a little younger,

Italian: 
ma, anche se io e mia sorella
ci trovassimo nello stesso posto,
nello stesso luogo,
e però mia sorella
cominciasse a girarmi attorno
ad una velocità pazzesca,
anche in quel caso
il nostro scorrere del tempo
sarebbe diverso.
Per lei il tempo passerebbe,
ancora una volta, più lentamente;
e quando ci ritroveremmo, io scoprirei
che lei è invecchiata meno di me.
Ma, allora - va bene,
Il tempo scorre in modo diverso;
il ritmo del tempo è diverso
per ciascun osservatore.
Però ancora non si capisce
perché questo dovrebbe cambiare
la nostra nozione di presente,
perché la stratificazione del tempo
dovrebbe scomparire.
Pensiamoci un attimo.
In fondo, per un osservatore
il tempo passa con una certa velocità,
per l'altro scorre con un'altra velocità,
però posso sempre ordinare gli eventi
in passato, presente e futuro:
uno sarà un po' più invecchiato
e l'altro sarà un po' più giovane,

Italian: 
però posso sempre mettere gli eventi
uno dopo l'altro in un ordine.
Posso? Eh, no!
È proprio qui il punto: non posso.
In fisica teorica,
nelle equazioni di Einstein,
scopro che non posso.
Non posso perché
non esiste questa stratificazione,
e perché ogni orologio ha il suo ritmo.
Cerchiamo di capire meglio
cosa significa - cosa implica il fatto
che ogni orologio ha il suo ritmo.
Il tempo non è una linea senza spessore:
ha un piccolo spessore.
Cosa vuol dire il fatto
che qualcosa esista?
La domanda che vi ho fatto all'inizio -
se mia sorella fosse qui,
a un metro da me,
come faccio a dire che lei esiste?
Come faccio a dire
che le cose che sono qui esistono?
Esistono perché sto
interagendo col pavimento,
sto interagendo con questo telecomando,

English: 
but I can always streamline the events
one after the other in a certain order.
Can I?
Well, here is the point: I cannot.
In theoretical physics,
in Einstein's equations,
I discover that I can't:
I can't because there is
no such stratification,
and because every clock has its own pace.
Let’s try to understand better
what the consequences are
that each watch has its own pace.
Time is not a line without thickness:
it has a small thickness.
What does it mean
that something exists?
It's the question I asked you
at the beginning -
if my sister was here,
three feet away from me,
how do I know that she does exist?
How do I know that the things
that are here do exist?
They exist because
I'm interacting with the floor,
I'm interacting with this remote control,

Italian: 
sto guardando voi
e ci sono delle particelle di luce
che rimbalzano su di voi
e arrivano ai miei occhi,
e io so che voi esistete.
E lo fanno con una velocità che è finita:
la velocità della luce
è una velocità limitata.
Quindi, quando io dico
che mia sorella esiste qui, accanto a me,
in realtà quello che succede
è che ci sono dei fotoni che mi arrivano -
e ci mettono qualche miliardesimo
di secondo per arrivarmi -
quindi in realtà mia sorella
esiste lì, accanto a me,
però, appunto, il presente
è come se diventasse
un pochettino più spesso.
Diventa spesso,
ha uno spessore temporale
di qualche millisecondo.
Ecco, vediamo -
mia sorella va sempre
a fare missioni molto estreme,
e adesso la mandiamo invece sulla Luna.
Sulla Luna questo "presente esteso"

English: 
I'm watching you
and there are particles of light
that bounce on you
and reach my eyes
and I know you exist.
And they do it with a finite speed:
the speed of light is a limited speed.
So when I say that my sister
exists here, next to me,
what actually happens
is that there are some photons
that come to me -
and they take a few billionths
of a second to get to me -
so in reality my sister
exists there, next to me,
however, in fact, it is as if the present
would become a little bit thicker.
It becomes thicker,
it has a temporal thickness
of a few milliseconds.
Now,
my sister is always in
for very extreme missions,
and now we send her
to the Moon instead.
Up there in the Moon,
such extended present

Italian: 
comincia ad avere
uno spessore di due secondi,
comincia a diventare
qualcosa di rilevante,
anche per le nostre
telecomunicazioni, per esempio.
Se io cercassi di guardare
mia sorella con un telescopio,
vedrei la sua immagine due secondi
dopo quello che sta succedendo,
mi arriverebbe due secondi -
ci metterebbero, i fotoni,
due secondi ad arrivarmi.
Se avessi un telescopio ancora migliore
e mandassi mia sorella -
non facciamo una cosa troppo estrema,
scegliamo il sistema stellare
più vicino al nostro, Proxima Centauri -
c'è un pianeta abitabile da quelle parti.
Mandiamo mia sorella lì.
In quel caso, però,
la luce ci mette quattro anni
ad arrivare da lì.
Quindi, se io con un telescopio
cerco di guardare
cosa sta facendo mia sorella,
vedo un'immagine che ci ha messo
quattro anni per arrivare.

English: 
gets two seconds thick.
This thickness starts to get relevant,
also for our telco systems as well.
For example, if I would try to look
at my sister with a telescope,
I would see now her image
of two seconds ago.
The photons would take
two seconds to get there.
If I had an even better telescope
and sent my sister -
let’s not make it less extreme:
let's pick the star system
closest to ours, Proxima Centauri:
there is a habitable planet there,
and we send my sister there.
In that case, however,
the light takes four years to get there.
So, if I try to look
what my sister is doing
with a telescope,
I would see an image that took
four years to arrive.

Italian: 
[Chiediamoci] ancora una volta:
ma perché questo implica
che il presente è esteso, è spesso?
Mah, insomma, potrei sempre dire:
"Va bene, io sto guardando
un'immagine di quattro anni fa.
Mia sorella in questo momento sta facendo,
quattro anni nel futuro, qualche cosa.".
"Per lei in questo momento sono passati -
anche per lei sono passati quattro anni;
starà facendo qualcos'altro
quattro anni dopo;
sarà quattro anni più vecchia.".
Non è proprio così.
Perché quattro anni
per me potrebbero essere -
i quattro anni per lei potrebbero essere
non nel mio presente, nel mio adesso,
ma potrebbero essere nel futuro.
Per esempio, se lei avesse preso
un razzo, come prima,
e si fosse mossa ad una grande velocità,
ancora una volta, il suo ritmo
del tempo sarebbe diverso.
Per cui quei quattro anni per me
non sono adesso, per lei -
sono un momento nel mio futuro.

English: 
And again: why should that entail
an extension, a thickness of the present?
Well, I could always say,
"All right, I'm looking at an image
from four years ago.
But in this very moment my sister is doing
something four years in the future."
“For her also, in this moment,
four years have passed -
she is just doing something else
four years later,
she is four years older.
But things do not really work like that.
Because "four years after" for me
could be not the same moment
as "four years later"for her,
the moment “four years later for her”
could be not in my present, in my "now",
but it could be in my future.
For example, had she taken
a rocket, like before,
and had moved at a great speed
once again, her pace of time
would be different.
So those four years for me
are not the same for her now -
it’s a moment in my future.

Italian: 
Allora vedete che l'ordinamento
delle cose, degli eventi,
diventa difficile, diventa impossibile.
Questo presente esteso
è uno spazio in cui gli eventi -
è l'insieme degli eventi
che io non posso ordinare,
non posso decidere
quale viene prima e quale viene dopo.
Lì, li raggruppo tutti assieme
in un presente esteso.
Quindi il presente ha un'estensione,
E ha un'estensione per me,
ma ha un'estensione anche per mia sorella:
ha un'estensione per ognuno di voi;
ha un'estensione per ogni
osservatore nell'universo.
E quanto è grande questo spessore
del presente esteso?
Beh, dipende da ogni coppia
di osservatori.
Ogni coppia di osservatori,
ogni interazione che considero,
ha un suo presente esteso associato.

English: 
So you see, the ordering
of things, of events,
becomes difficult, impossible actually.
This extended present
is a space -
the space of the set of events
that I can not order,
that I cannot streamline and assess
what comes first and what comes next.
So I gather them all together
in an extended present.
So the present has an extension.
And it has an extension for me.
But it has an extension
for my sister, too:
it has an extension for each of you;
it has an extension for every
observer in the universe.
And how large is this thickness
of the extended present?
Well, it depends
on every pair of observers.
Every pair of observers,
every interaction I consider,
has its associated extended present.

Italian: 
Per ognuno diverso,
per ogni coppia diverso.
E quindi l'ordinamento temporale
- cosa viene prima, cosa viene dopo -
lo posso fare solamente per queste coppie:
non lo posso fare globalmente.
L'ordinamento è solo parziale.
Quindi il presente non esiste.
Non esiste neanche il passato,
non esiste neanche il futuro.
Non posso fare questa
stratificazione del tempo,
non posso ordinare le cose.
Allora torniamo alla domanda
di prima: "che cosa esiste?"
Posso anche cercare di formulare
la domanda di prima.
Avevamo detto
"ok, questa è una domanda più precisa,
è una domanda formulata meglio -
"che cosa esiste adesso, nel presente?",
ma poi il presente non c'è.
Addirittura - pensateci un po' -
più il mio compagno è lontano
e più il mio presente diventa esteso.

English: 
There's a different extended present
for each couple of observer.
And so the temporal order -
what comes first, what comes later -,
can only be assessed for those couples:
I cannot do it globally.
The ordering is only partial.
So the present does not exist.
Nor does the past, or the future.
This layerization of time
has no basis in reality,
I can not put things in absolute order.
So let's go back to the
previous question: "what does exist?"
I can also try to formulate it better.
We said
"Ok, this is a more precise question,
it is a better formulated question:
What does it exist now, in the present?”,
But then, there is no present.
It is even - think about it -
the farther away the other observer is,
the more extended my present get.

Italian: 
Addirittura questo presente
può estendersi a tutto l'universo.
Può succedere che nel mio presente esteso
ci sia un altro osservatore
il cui presente esteso comprende cose
nel mio passato e nel mio futuro.
Quindi questa rete di osservatori,
ognuno col suo presente esteso,
definisce un unico grande presente
che comprende tutto l'universo.
[Un presente] in cui esistono insieme
i dinosauri e gli uomini su Marte;
esiste il Big Bang
assieme alla fine dell'Universo.
L'universo è un unico
grande universo-blocco,
in cui tutte le cose che esistono
esistono assieme allo stesso tempo.
Pensateci un attimo.
Pensate alla bobina di un film.
Adesso viviamo nell'era digitale,
ma se voi avete una bobina di un film,
la bobina voi la vedete,
esiste tutto assieme.

English: 
This present can even extend
to the whole universe.
It may also happen
that in my extended present
is another observer
whose extended present includes things
in both my past and in my future.
So this network of observers -
each with its own extended present -
defines a single large present
that includes the whole universe.
A present when dinosaurs
and men on Mars exist together,
and the Big Bang coexists
with the end of the Universe.
The universe is a single
great "block-universe",
where all existing things
exist simultaneously.
Think about it for a moment.
Think of the reel of a film.
Now we live in the digital age;
but if you have a film reel,
you see the reel, the reel's frame
are there ll at once.

English: 
But when you watch the movie,
you watch it frame by frame,
and this gives the impression
of the passing of time,
of the changes in the picture,
even if the film reel
exists all at once.
The "block-universe" is a bit like that:
all things exist together.
What about change?
Our perception of change?
Is it only an illusion then?
The "block-universe" is something
where everything exists together.
There is no change;
change is just an illusion.
And I do not think so.
I do not think so.
I believe that in fact change,
these interactions between observers,
these interactions that are
interactions between particles -
this is what I want
to describe in my work,
but also those interactions
between observers,
between an astronaut
and someone on Earth -

Italian: 
Però, quando guardate il film,
guardate fotogramma per fotogramma,
e questo vi da l'impressione
dello scorrere del tempo,
dei cambiamenti dell'immagine,
anche se la bobina del film
esiste tutta assieme.
L'universo-blocco è un po' così:
le cose esistono tutte assieme.
E il cambiamento?
La nostra percezione del cambiamento?
È allora solo un'illusione?
L'universo-blocco è qualcosa
in cui tutto esiste tutto assieme.
Non c'è cambiamento,
il cambiamento è solo un illusione.
E io credo di no.
Io credo di no.
Credo che infatti il cambiamento,
queste interazioni tra gli osservatori,
queste interazioni che sono
interazioni tra le particelle -
questo è quello che voglio
descrivere nel mio lavoro,
ma sono anche le interazioni
tra gli osservatori,
tra un astronauta e qualcuno
che è rimasto sulla Terra -

English: 
are the only thing that exists.
After all - we said it at the beginning -
to say that something exists
we must interact with it,
otherwise it makes no sense 
to say that something exists.
So I believe interactions
are all that exists.
But we must renounce something:
we must renounce the idea
that time could flow all at once,
being the same for everyone.
Change exists, but only locally,
only relatively to a particular observer.
When I talk about an interaction,
when I talk about change,
I have to do it by specifying
for which observer change does exist:
the same change may not be true,
or it may not have happened yet,
for another observer.
So you see how important is
to answer this question.

Italian: 
sono l'unica cosa che esiste.
In fondo - lo abbiamo detto all'inizio,
per dire che qualcosa esiste
dobbiamo interagirci.
Altrimenti non ha senso [dire]
che qualcosa esista.
Quindi io credo che le interazioni
siano tutto ciò che esiste.
Però dobbiamo rinunciare a qualche cosa.
Dobbiamo rinunciare all'idea
che il tempo possa scorrere
tutto assieme, uguale per tutti.
Il cambiamento esiste,
ma esiste solo localmente,
esiste solo rispetto
ad un particolare osservatore.
Quando parlo di un'interazione,
quando parlo di un cambiamento,
devo farlo specificando
per quale osservatore
questo cambiamento esiste:
lo stesso cambiamento può non essere vero,
o può non essere ancora accaduto
per un altro osservatore.
Quindi vedete quanto è importante
rispondere a questa domanda,

Italian: 
questa domanda filosofica
che però sta al cuore anche della fisica:
"che cosa esiste?".
Esistono solo i cambiamenti,
esistono solo le interazioni;
i cambiamenti sono locali, sono relativi;
Il tempo non esiste;
il presente non esiste;
il passato e il futuro non esistono.
E tutto ciò che esiste
sono questi cambiamenti relativi.
Non possiamo pensare al tempo
come un unico flusso,
come un unico grande orologio
che ticchetta uguale per tutti:
ognuno ha il suo orologio.
Ma attenzione,
la cosa importante
è che ogni singola interazione,
ogni cambiamento,
ogni orologio di ciascuno
non è meno vero.
Il fatto che sia parziale,
che sia relativo,
non lo rende meno vero.
Queste interazioni parziali, relative,
sono tutto ciò che esiste:
non c'è nient'altro.
Non sono meno vere,
sono tutto ciò che esiste.

English: 
A philosophical question, that nonetheless
is at the heart of physics as well:
"What does exist?".
Only changes exist,
only interactions exist:
changes are local, relative.
Time does not exist;
the present does not exist;
the past and the future do not exist,
and all we're left with
are these relative changes.
We can not think of time
as a singe flow,
a single big clock that's ticking
at the same speed for everyone:
everyone has its own clock.
But beware,
It is important to stress
that every single interaction,
every change, every clock
are not less true.
Just because they are partial
and observer-dependant
does not make them less true.
These partial, relative interactions
are all that is there:
there is nothing else.
They are not less true:
they are all that exists.

English: 
So reality is not a single block,
but it is the weave of all these changes
that cross one another
and interact within each other.
Reality is the tangle
of everyone's stories.
Thank you.
(Applause)

Italian: 
Quindi la realtà non è un unico blocco,
ma è la trama di tutti questi cambiamenti
che si incrociano,
che interagiscono tra loro.
È un groviglio delle storie di ciascuno.
Grazie.
(Applausi)
