
Italian: 
 [MUSICA IN ESECUZIONE] 
 Ora, Phyllis mi ha sistemato piuttosto bene, 
 come mi sarei aspettato. 
 Sì, questo sembra un po ' 
 come se stessi rinnegando una posizione che ho adottato quando ho scritto 
 questo libro intitolato Farewell to Reality, che è altamente 
 critico della teoria delle stringhe, e in particolare, 
 un'estensione o addendum alla teoria delle stringhe, che è diventata 
 ossessionato dall'idea che potremmo vivere in un multiverso, 
 e lo liquidò come fisici, fisici teorici 
 in particolare, uscendo su uno, speculando 
 quando non avevano motivi reali per questa speculazione, 
 e certamente, nessuna prova empirica a sostegno 
 qualunque cosa stessero dicendo. 
 E sembra che sto andando contro quella posizione, 

English: 
[MUSIC PLAYING]
Now, Phyllis set me
up rather nicely,
as I would have expected.
Yeah, this does
seem a little bit
like I'm reneging on a
position I adopted when I wrote
this book called Farewell
to Reality, which is highly
critical of string
theory, and in particular,
an extension or addendum to
string theory, which has become
obsessed with the notion that
we might live in a multiverse,
and dismissed it as physicists,
theoretical physicists
in particular, going
off on one, speculating
when they had no real
grounds for this speculation,
and certainly, no empirical
evidence to back up
anything they were saying.
And it seems like I'm going
against that position,

Italian: 
 perché sto per parlarti adesso questa sera 
 su un'altra teoria, che a proposito, 
 non ha prove empiriche per supportarlo, 
 che è interamente inventato dall'immaginazione 
 di fisici teorici. 
 E potresti dire, beh, Jim, è solo un po 'sbagliato. 
 Ora, la mia scusa è che uno dei modi di fede adottati 
 da molti fisici teorici che lavorano nella comunità delle stringhe 
 è che non ci sono alternative. 
 Bene, continuiamo a collegarci, Jim, con la teoria delle stringhe, 
 perché non c'è alternativa. 
 Se vuoi fare qualcosa che trascende ciò che è 
 noto come il modello standard della fisica delle particelle 
 o il modello standard del big bang della cosmologia, 
 allora abbiamo bisogno della teoria delle stringhe. 
 E mi sono arrabbiato per questo. 
 Mi è capitato di conoscere due dei teorici chiave 
 dietro quello che sto per raccontarti questa sera. 
 Non li conosco molto bene e mi fido di loro. 

English: 
because I'm about to talk
to you now this evening
about another theory,
which by the way,
has no empirical
evidence to support it,
which is entirely contrived
from the imaginations
of theoretical physicists.
And you might say, well, Jim,
that's just a little bit wrong.
Now, my excuse is that one of
the modes of belief adopted
by many theoretical physicists
working in the string community
is that there is no alternative.
Well, we keep plugging away,
Jim, with string theory,
because there is no alternative.
If you want to do something
that transcends what's
known as the standard
model of particle physics
or the standard big
bang model of cosmology,
then we need string theory.
And I've taken umbrage at that.
I happen to have got to know
two of the key theorists
behind what I'm about to
tell you this evening.
I don't know them very
well, and I trust them.

English: 
And certainly, the claims that
they have made for this theory
that I'm going to talk
to you about tonight
does not, for me,
cross the boundary
between misleading, falsifying,
miss-selling claims.
Now, I have nevertheless felt
obliged to change slightly
the title for this
evening's talk.
And again, I hope you
won't be too disappointed.
The talk was advertised as why
space is quantum in nature.
And given that
I've just said this
is a theory for which there
is no empirical support,
I thought I better
change that to why space
might be quantum in nature.
And this is very much not
a theory of everything.
A theory of everything
would somehow
be one set of
mathematical equations
that somehow over here gives
us all the particles we know
that exist, over here would give
us the universe that we know

Italian: 
 E certamente, le affermazioni che hanno fatto per questa teoria 
 di cui ti parlerò stasera 
 per me non varca il confine 
 tra affermazioni fuorvianti, falsificanti e di vendita per errore. 
 Ora, tuttavia, mi sono sentito obbligato a cambiare leggermente 
 il titolo del discorso di questa sera. 
 E ancora, spero che non rimarrai troppo deluso. 
 Il discorso è stato pubblicizzato come il motivo per cui lo spazio è di natura quantistica. 
 E dato che l'ho appena detto 
 è una teoria per la quale non esiste un supporto empirico, 
 Ho pensato di cambiarlo con il motivo dello spazio 
 potrebbe essere di natura quantistica. 
 E questa non è affatto una teoria di tutto. 
 Una teoria di tutto lo farebbe in qualche modo 
 essere un insieme di equazioni matematiche 
 che in qualche modo qui ci dà tutte le particelle che conosciamo 
 che esistono, qui ci darebbero l'universo che conosciamo 

Italian: 
 che esiste, tutto in un insieme coerente 
 di strutture teoriche. 
 Quella teoria ci sfugge ancora oggi. 
 Abbiamo teorie basate sulla cosmologia del big bang 
 sulla teoria della relatività generale di Einstein, che 
 ne parleremo. 
 E abbiamo teorie dei campi quantistici, 
 che usiamo per costruire qualcosa chiamato modello standard 
 della fisica delle particelle. 
 E finora, i due non si sono mai veramente incontrati. 
 Ed ecco uno dei motivi. 
 La teoria della relatività generale di Einstein riguarda la gravità, 
 o almeno fornisce una spiegazione per cosa 
 sperimentiamo come gravità. 
 E lo spiega in termini di interazioni 
 tra massa e energia di massa e lo spaziotempo stesso. 
 Nella teoria generale della relatività, 

English: 
that exists, all in
one consistent set
of theoretical structures.
That theory still
eludes us today.
We have theories of big
bang cosmology based
on Einstein's general
theory of relativity, which
we'll talk about.
And we have quantum
field theories,
which we use to build something
called the standard model
of particle physics.
And so far, the two have
never really come together.
And here is one of the reasons.
Einstein's general theory of
relativity is about gravity,
or at least it provides
an explanation for what
we experience as gravity.
And it explains this in
terms of interactions
between mass and mass
energy and spacetime itself.
In the general
theory of relativity,

English: 
spacetime is dynamic.
There's an equation that says
space equals, time equals,
whereas most theories of
physics say this equals,
and space and time are
variables in that equation.
So this is very, very different
as far as theories of physics
is concerned.
And it is said to be
background independent.
So we don't presume the
pre-existence of space and time
when we use the general
theory of relativity.
And you'll have
an understanding,
I hope, in about 15
or 20 minutes or so
as to why that might be.
It applies to big
stuff and the universe
as a whole, planets,
stars, black holes.
All of these things that
we've come to terms with
and make life quite exciting
from a scientific perspective
are all described in terms
of Einstein's general theory

Italian: 
 lo spaziotempo è dinamico. 
 C'è un'equazione che dice che lo spazio è uguale, il tempo è uguale, 
 considerando che la maggior parte delle teorie della fisica dice che questo è uguale, 
 e lo spazio e il tempo sono variabili in quell'equazione. 
 Quindi questo è molto, molto diverso per quanto riguarda le teorie della fisica 
 è preoccupato. 
 E si dice che sia indipendente dal background. 
 Quindi non presumiamo la preesistenza dello spazio e del tempo 
 quando usiamo la teoria generale della relatività. 
 E avrai una comprensione 
 Spero, in circa 15 o 20 minuti o giù di lì 
 sul motivo per cui potrebbe essere. 
 Si applica a grandi cose e all'universo 
 nel complesso, pianeti, stelle, buchi neri. 
 Tutte queste cose con cui siamo venuti a patti 
 e rendere la vita piuttosto eccitante da una prospettiva scientifica 
 sono tutti descritti nei termini della teoria generale di Einstein 

Italian: 
 della relatività. 
 Non è una teoria quantistica. 
 E quindi l'altro pezzo del ... l'altro ingrediente quello 
 in qualche modo deve essere ripiegato 
 stiamo pensando a una ricetta in cucina, 
 dobbiamo piegare questo ingrediente-- è 
 meccanica quantistica. 
 Il problema è che la meccanica quantistica descrive 
 la composizione e il comportamento della materia in termini di sua 
 costituenti elementari. 
 Significa che queste sono equazioni in cui le cose sono uguali 
 qualcosa in cui spazio e tempo, 
 ma sono sullo sfondo. 
 Si presume che siano un ... 
 Lo spaziotempo è passivo. 
 Si presume che sia una forma continua rispetto alla quale 
 accadono eventi fisici, succedono cose. 
 E si applica a piccoli pezzi e pezzi, 
 come elettroni, quark, persino molecole 
 molecole biologiche. 

English: 
of relativity.
It's not a quantum theory.
And so the other piece of
the-- the other ingredient that
somehow needs to be folded in--
we're thinking of a
recipe in the kitchen,
we need to fold in
this ingredient-- is
quantum mechanics.
Problem is that quantum
mechanics describes
the composition and behaviour
of matter in terms of its
elementary constituents.
It means that these are
equations in which stuff equals
something in which
space and time,
but they're in the background.
They are assumed to be a...
Spacetime is passive.
It's assumed to be a
continuous form against which
physical events
happen, stuff happens.
And it applies to
tiny bits and pieces,
like electrons,
quarks, molecules, even
biological molecules.

Italian: 
 Ma comunque, piccole cose che tu 
 non troverei nemmeno al microscopio. 
 E così l'idea di riunire 
 la teoria generale della galassia, che 
 descrive grandi cose nell'universo, 
 e la meccanica quantistica, che si applica a molto, molto 
 piccole cose, puoi già avere il senso 
 sul motivo per cui questo potrebbe essere complicato. 
 Quando sarai al livello di minuscoli frammenti, 
 la gravità è irrilevante quaggiù. 
 La gravità è una forza molto debole. 
 Non ha alcun impatto su elettroni, quark o protoni, 
 o neutroni. 
 Quando sarai al livello di un buco nero 
 o un pianeta o una stella, hai davvero bisogno di pensarci 
 il comportamento dei singoli elettroni? 
 Probabilmente no. 
 Quindi la situazione è che queste due grandi teorie per cui 
 ci sono molte prove a sostegno del fatto che riflettano 
 o rappresentano lo stato reale delle cose 

English: 
But nevertheless,
small things that you
wouldn't find under
a microscope even.
And so the idea of
bringing together
the general theory
of galaxy, which
describes big stuff
in the universe,
and quantum mechanics,
which applies to very, very
small stuff, you can
already get the sense
as to why this might be tricky.
By the time you're down at the
level of tiny bits and pieces,
gravity is irrelevant down here.
Gravity is a very weak force.
It has no impact on electrons,
or quarks, or protons,
or neutrons.
By the time you're up at
the level of a black hole
or a planet or a star, do you
really need to think about
the behaviour of
individual electrons?
Probably no.
So the situation is that these
two great theories for which
there's lots of evidence to
support that they reflect
or represent the
real state of affairs

Italian: 
 che troviamo nel mondo fisico non possono essere acquistati insieme. 
 Quello che descriverò ora è un viaggio 
 che alcuni teorici hanno ripreso nel corso di circa 
 negli ultimi 30 anni o giù di lì tentando 
 per riunirli. 
 Questa è una teoria per la quale, come ho detto, 
 non ci sono prove empiriche a supporto. 
 E penso che alla fine capirai perché è così. 
 Almeno, spero che lo farai. 
 E voglio anche essere chiaro che lo è 
 uno dei tanti approcci diversi che possono essere adottati. 
 E voglio darti un'idea del perché penso che sia effettivamente 
 un modo molto istruttivo per andare. 
 Quindi inizierò con una domanda. 
 Ora, ti abituerai a questo da me. 
 Queste domande sono sempre retoriche. 
 Quindi puoi alzare la mano e offrirti volontario e rispondere 
 se desideri. 
 Non mi aspetto che tu lo faccia. 
 Quindi ti chiederò, dove sei nello spazio? 
 Sembra una domanda facile. 

English: 
that we find in the physical
world can't be bought together.
Now what I'm going to
describe is a journey
that a few theorists have
taken over the course of about
the last 30 years
or so attempting
to bring them together.
Now this is a theory
for which, as I've said,
there's no empirical
evidence to support it.
And I think by the end,
you'll understand why that is.
At least, I hope you will.
And I also want to
be clear that it's
one of many different
approaches that can be taken.
And I want to give you a flavour
for why I think it's actually
a very instructive way to go.
So I'm going to start
with a question.
Now, you'll get used
to this from me.
These questions are
always rhetorical.
So you can put your hand
up and volunteer and answer
if you wish.
I'm not expecting you to.
So I'm going to ask,
where are you in space?
That seems like
an easy question.

Italian: 
 Phil sta già saltando su e giù 
 pronto a sollevare il braccio in aria. 
 Bene, cosa faresti se lo fossi 
 in una classe di scienze della scuola? 
 Sai cosa faresti. 
 Inizieresti con un sistema di coordinate. 
 Una coordinata x, una coordinata y, una coordinata z, 
 perché siamo nello spazio tridimensionale. 
 Lo saprai dalla tua lezione di fisica 
 che la meccanica newtoniana, le teorie del moto di Newton, 
 fare affidamento sull'idea che spazio e tempo siano assoluti. 
 Ancora una volta, cose come la forza è uguale, la massa è uguale, l'energia è uguale, 
 e lo spazio e il tempo sono variabili nell'equazione. 
 Ed eccoci qui in questa meravigliosa sala conferenze. 
 Quindi è lì che sei nello spazio. 
 Bene, tranne per il fatto che sappiamo che questa aula è al Royal 
 Istituzione. 
 Va bene, creiamo solo il nostro sistema di coordinate 
 un po 'più grande quindi avvolge l'intero edificio. 

English: 
Phil's already
jumping up and down
ready to put his arm in the air.
Well, what would
you do if you're
in a school science class?
You know what you'd do.
You'd start with a
coordinate system.
An x-coordinate, a
y-coordinate, a z-coordinate,
because we're in
three-dimensional space.
You'll know from
your physics class
that Newtonian mechanics,
Newton's theories of motion,
rely on the notion that
space and time are absolutes.
Again, things like force equals,
mass equals, energy equals,
and space and time are
variables in the equation.
And here we are in this
wonderful lecture theatre.
So that's where
you are in space.
Well, except that we know this
lecture theatre is in The Royal
Institution.
That's OK, we just make
our coordinate system
a bit bigger so it wraps
around the entire building.

English: 
But then you say,
wait, hang on, Jim.
The Royal Institution's
in London.
OK, we'll make our coordinate
system a bit bigger.
We'll wrap the entire
of London in it.
I had a word with Sadiq Khan.
I'm sure he won't mind.
OK?
But London is in the UK,
which is part of Europe.
OK, but that continent of Europe
is on the surface of the Earth.
We just make our
coordinate system
just that little bit bigger,
put it around the entire planet.
We don't really need a grant
for this, so that's OK.
We don't need funding.
But hang on, the Earth is just
the third planet from the Sun.
So we'll put the
coordinate framework
around the entire solar system.
You know where this
is going by now.
Solar system's in the Milky Way.
The Sun is simply one star
in probably 200 billion stars
in the Milky Way galaxy.
Although you can't
see it, there's

Italian: 
 Ma poi dici, aspetta, aspetta, Jim. 
 La Royal Institution è a Londra. 
 OK, renderemo il nostro sistema di coordinate un po 'più grande. 
 Ci avvolgeremo l'intera Londra. 
 Ho parlato con Sadiq Khan. 
 Sono sicuro che non gli dispiacerà. 
 ok? 
 Ma Londra è nel Regno Unito, che fa parte dell'Europa. 
 OK, ma quel continente europeo è sulla superficie della Terra. 
 Creiamo solo il nostro sistema di coordinate 
 solo un po 'più grande, mettilo in giro per l'intero pianeta. 
 Non abbiamo davvero bisogno di una sovvenzione per questo, quindi va bene. 
 Non abbiamo bisogno di finanziamenti. 
 Ma aspetta, la Terra è solo il terzo pianeta dal Sole. 
 Quindi metteremo la struttura delle coordinate 
 attorno all'intero sistema solare. 
 Adesso sai dove sta andando. 
 Il sistema solare è nella Via Lattea. 
 Il Sole è semplicemente una stella probabilmente su 200 miliardi di stelle 
 nella galassia della Via Lattea. 
 Anche se non puoi vederlo, c'è 

English: 
a little point on this
picture here that says Earth.
OK, we've drawn a
coordinate system now
around the entire
Milky Way galaxy.
But the Milky Way
is actually part
of a cluster of galaxies
known as the local group.
OK, we'll draw the
box around that.
Well, we might as well admit
now where we're going with this,
and say, OK, let's put
the whole universe.
You are here.
Now you see what we've done.
By assuming absolute
space and time,
we've ended up with a
coordinate system that goes
around the entire universe.
I think of it as a
kind of god's eye view,
almost as if you could
step out of the universe
and look down on all creation.
But we also need to
think about time.
Now I can't read
cosmic metronome
without thinking of some
1970s progressive rock band.
Have you heard the new album
from cosmic metronome, Jim?
It's really good.

Italian: 
 un piccolo punto su questa immagine qui che dice Terra. 
 OK, ora abbiamo disegnato un sistema di coordinate 
 intorno all'intera galassia della Via Lattea. 
 Ma la Via Lattea è in realtà una parte 
 di un ammasso di galassie noto come gruppo locale. 
 OK, disegneremo la scatola attorno a questo. 
 Bene, potremmo anche ammettere ora dove stiamo andando con questo, 
 e diciamo, OK, mettiamo l'intero universo. 
 Tu sei qui. 
 Ora vedi cosa abbiamo fatto. 
 Assumendo spazio e tempo assoluti, 
 abbiamo finito con un sistema di coordinate che va 
 in tutto l'universo. 
 Lo considero una specie di vista dall'occhio di Dio, 
 quasi come se tu potessi uscire dall'universo 
 e guarda dall'alto in basso tutta la creazione. 
 Ma dobbiamo anche pensare al tempo. 
 Ora non riesco a leggere il metronomo cosmico 
 senza pensare a qualche gruppo rock progressivo degli anni '70. 
 Hai sentito il nuovo album dal metronomo cosmico, Jim? 
 È molto buono. 

Italian: 
 Ma sì, abbiamo bisogno di qualcosa per mantenere in ordine il tempo. 
 Altrimenti, ancora una volta, non esiste una misura assoluta 
 che possiamo farlo funzionare. 
 E penso che sarai d'accordo sul fatto che questo sta iniziando a sembrare 
 un po 'filosofico. 
 Newton, che era abbastanza a suo agio con l'idea 
 dello spazio e del tempo assoluti perché le sue equazioni del moto 
 ha funzionato abbastanza felicemente con quell'ipotesi, era sotto accusa. 
 Il suo acerrimo rivale, Leibniz, filosofo tedesco, 
 lo ha criticato per questo, lo ha accusato 
 di introdurre forze occulte. 
 Quello era, tra l'altro, un modo stravagante 
 di discutere al tempo di Newton. 
 Se volessi licenziare qualche filosofo matematico 
 nozione, accuseresti semplicemente quella persona 
 di introdurre forze occulte nel loro modello di fisica. 
 Einstein rifiutò - 200 anni dopo, rifiutò questa nozione. 
 C'erano altre ragioni, altri esperimenti 

English: 
But yeah, we need something
to orderly keep orderly time.
Otherwise, again, there's
no absolute measure
that we can make it work.
And I think you'll agree that
this is now starting to look
a little bit philosophical.
Newton, who was quite
comfortable with the notion
of absolute space and time
because his equations of motion
worked quite happily with that
assumption, was under fire.
His arch rival, Leibniz,
German philosopher,
criticised him for
this, accused him
of introducing occult forces.
That was, by the
way, a fancy way
of arguing in the
time of Newton.
If you wanted to dismiss some
mathematical philosopher's
notion, you'd just
accuse that person
of introducing occult forces
into their model of physics.
Einstein rejected-- 200 years
later, rejected this notion.
There were other reasons,
other experiments

Italian: 
 era stato fatto che suggeriva la nozione di spazio assoluto 
 e il tempo non era davvero un'idea molto desiderabile. 
 Newton credeva che tutto ci fosse 
 dovrebbe essere nell'universo. 
 E questo significava che questa idea di avere 
 una struttura di coordinate che si trova al di fuori dell'universo 
 non poteva avere ragione. 
 Ha introdotto due principi in un articolo pubblicato nel 1905. 
 Il primo è che le leggi della fisica 
 dovrebbe essere lo stesso per tutti. 
 È una meravigliosa fetta di democrazia per te proprio lì. 
 Le leggi della fisica dovrebbero essere le stesse per tutti. 
 In altre parole, non importa dove ti trovi o come 
 veloce stai viaggiando, se viaggi con 
 una velocità uniforme, le leggi della fisica che misuri dovrebbero 
 essere le stesse leggi della fisica che qualcuno che 
 rimasto seduto in questa stanza può misurare. 
 Chi ha familiarità con Il Signore degli Anelli? 

English: 
had been done that suggested
the notion of absolute space
and time really wasn't
a very desirable notion.
Newton believed that
everything there is
should be in the universe.
And that meant that
this idea of having
a coordinate framework that
sits outside the universe
couldn't be right.
He introduced two principles
in a paper published in 1905.
The first is that
the laws of physics
should be the same for everyone.
That's a wonderful slice of
democracy for you right there.
The laws of physics should
be the same for everyone.
In other words, it doesn't
matter where you are or how
fast you're travelling,
if you're travelling with
a uniform speed, the laws of
physics that you measure should
be the same as the laws of
physics that someone who
remained sitting in
this room can measure.
Who's familiar with
The Lord of the Rings?

Italian: 
 Libro o film, non mi dispiace. 
 C'è un ottimo passaggio. 
 Non stavi pensando alla relatività speciale quando l'hai letto, 
 Sono sicuro, o quando l'hai visto sullo schermo. 
 Ma è quando Pipino cavalca Shadowfax 
 di fronte a Gandalf in fretta da Edoras a Minas Tirith. 
 E c'è un passaggio che legge 
 "mentre si addormentava lentamente, Pipino ebbe una strana sensazione. 
 Lui e Gandalf erano immobili come la pietra, 
 seduto sulla statua di un cavallo in corsa, 
 mentre il mondo rotolava via sotto i suoi piedi 
 con un gran rumore di vento. " 
 E il punto sulle leggi della fisica 
 essere uguale per tutti è che se ti muovi 
 o se sei ancora, non puoi usare le leggi della fisica, 
 non puoi usare misurazioni fisiche per dirti quale 
 è in movimento e che è fermo. 

English: 
Book or film, I don't mind.
There's a great passage.
You weren't thinking of special
relativity when you read it,
I'm sure, or when you
saw it on the screen.
But it's when Pippin
rides on Shadowfax
in front of Gandalf in haste
from Edoras to Minas Tirith.
And there's a
passage that reads,
"as he fell slowly into sleep,
Pippin had a strange feeling.
He and Gandalf were
still as stone,
seated upon the statue
of a running horse,
while the world rolled
away beneath his feet
with a great noise of wind."
And the point about
the laws of physics
being the same for everyone
is that if you are moving
or if you're still, you can't
use the laws of physics,
you can't use physical
measurements to tell you which
is moving and which is still.

Italian: 
 La velocità è relativa. 
 Ora, vedi che se stai cavalcando un cavallo, 
 è un'esperienza che puoi giudicare. 
 Il cavallo ha bisogno di fieno, ha bisogno di nutrimento 
 alla fine del suo lungo viaggio, e ci sono prove 
 che era il cavallo che si muoveva tutto il tempo. 
 Ma astralo fino a particelle inanimate, 
 oggetti che si muovono nello spazio e nel tempo e puoi iniziare a vedere, 
 beh, quando questo elettrone va da qui a qui, 
 sta davvero andando da qui a qui, 
 o è la cosa che la osserva spostarsi da qui a qui, 
 e l'elettrone è stazionario? 
 Questo è ciò con cui devi iniziare a torturare la tua mente quando 
 inizi a voler rendere spazio e tempo relativi, 
 non assoluto. 
 L'altra cosa che Einstein ha adottato, 
 l'altro principio era che la velocità della luce 
 è finito e costante. 
 C'erano buone ragioni per credere che fosse così. 
 Qualcosa ha chiamato un esperimento di Michelson-Morley 
 su una montagna alla fine del XIX secolo 
 aveva dimostrato abbastanza inequivocabilmente 

English: 
Speed is relative.
Now, you see that if
you're riding a horse,
that's an experience
that you can judge.
The horse needs hay,
it needs feeding
at the end of its long
journey, and there's evidence
that it was the horse that
was moving all the time.
But abstract it down
to inanimate particles,
objects moving through space and
time, and you can begin to see,
well, when this electron
goes from here to here,
is it really going
from here to here,
or is the thing observing
it moving from here to here,
and the electron is stationary?
This is what you have to start
torturing your mind with when
you start to want to make
space and time relative,
not absolute.
The other thing that
Einstein adopted,
the other principle was
that the speed of light
is finite and constant.
There were good reasons to
believe that this was the case.
Something called a
Michelson-Morley experiment up
on a mountain at the
end of the 19th century
had demonstrated
fairly unequivocally

Italian: 
 che la velocità della luce è una costante indipendente 
 della velocità della sorgente di quella luce. 
 Ora, se la velocità della luce è finita e costante, 
 immagina di assistere a un evento straordinario. 
 Sei fuori in qualche campo remoto in un temporale, 
 e sei testimone di due fulmini 
 contemporaneamente. 
 [THUNDER CRASHING] 
 Questo sei tu. 
 Non hai esitazioni. 
 Quei dardi colpiscono il suolo allo stesso tempo. 
 La luce viaggia, dandoti quell'informazione, viaggia molto, 
 molto velocemente. 
 In effetti, non si avverte nemmeno un ritardo tra il colpo del bullone 
 e tu vedi il fulmine colpire. 
 Io, d'altra parte ... 
 [THUNDER CRASHING] 

English: 
that the speed of light
is a constant independent
of the speed of the
source of that light.
Now, if the speed of light
is finite and constant,
imagine you witness a
remarkable occurrence.
You're out in some remote
field in a thunderstorm,
and you witness two
bolts of lightning strike
simultaneously.
[THUNDER CRASHING]
This is you.
You have no hesitation.
Those bolts strike the
ground at the same time.
The light travelling, giving you
that information, travels very,
very quickly.
You don't, in fact, even sense a
delay between the bolt striking
and you seeing the bolt strike.
I, on the other hand--
[THUNDER CRASHING]

English: 
--from left to right at
a very, very fast speed,
a substantial fraction
of the speed of light.
Don't ask me how I'm doing that.
I see something quite different.
In this situation
with the twin bolts
striking the ground, because
I'm moving from left to right,
I see the right-hand
bolt strike first.
Because the light--
and remember,
I'm travelling now at a
substantial proportion
of the speed of light--
the light takes a
finite time to reach me,
and it gets to me sooner
because I've moved to the right.
Then the left-hand bolt, that
takes actually a bit longer,
because it has a bit
more ground to cover.
No big deal.
You see the lightning bolt
strike simultaneously.
I don't.
I see the right-hand
bolt strike first,
and then the left-hand bolt.
Who's right?
The laws of physics are
the same for everyone.
If you accept that
first principle,
and you accept that the speed
of light is finite and constant,
then you have no
choice but to say

Italian: 
 - da sinistra a destra a una velocità molto, molto elevata, 
 una frazione sostanziale della velocità della luce. 
 Non chiedermi come sto facendo. 
 Vedo qualcosa di completamente diverso. 
 In questa situazione con i due bulloni 
 colpendo il suolo, perché mi muovo da sinistra a destra, 
 Vedo colpire per primo il bullone di destra. 
 Perché la luce ... e ricorda, 
 Sto viaggiando ora in proporzione sostanziale 
 della velocità della luce 
 la luce impiega un tempo finito per raggiungermi, 
 e mi arriva prima perché mi sono spostato a destra. 
 Quindi il bullone di sinistra, che in realtà richiede un po 'più di tempo, 
 perché ha un po 'più di terreno da coprire. 
 Nessun grosso problema. 
 Vedi il fulmine colpire simultaneamente. 
 Io non. 
 Vedo colpire per primo il bullone di destra, 
 e poi il bullone di sinistra. 
 Chi ha ragione? 
 Le leggi della fisica sono le stesse per tutti. 
 Se accetti questo primo principio, 
 e accetti che la velocità della luce sia finita e costante, 
 allora non hai altra scelta che dire 

English: 
there can be no such thing
as absolute simultaneity.
I might witness
two events that are
simultaneous in one frame of
reference, as it's called,
but there might be
another frame of reference
which is moving relative
to the other where
things aren't simultaneous.
And if I cannot get a sense
of there being absolute
simultaneity, it
means basically,
there is no such thing
as absolute time.
Now we all know that this--
out of this, this
little set of mind games
that Einstein played with
himself as he was actually
working as a patent clerk
in the patent office in Bern
in Switzerland resulted in
Einstein's special theory
of relativity published
in 1905, as I've said.
And one of the consequences is
that we know that time dilates.
Based on the speed with which
a frame of reference adopts,
space contracts.

Italian: 
 non può esistere una simultaneità assoluta. 
 Potrei assistere a due eventi che sono 
 simultanea in un quadro di riferimento, come viene chiamato, 
 ma potrebbe esserci un altro quadro di riferimento 
 che si muove rispetto all'altro dove 
 le cose non sono simultanee. 
 E se non riesco ad avere la sensazione che ci sia assoluto 
 simultaneità, significa fondamentalmente, 
 non esiste il tempo assoluto. 
 Ora sappiamo tutti che questo ... 
 da questo, questo piccolo insieme di giochi mentali 
 che Einstein giocava con se stesso così com'era in realtà 
 lavora come addetto ai brevetti presso l'ufficio brevetti di Berna 
 in Svizzera ha portato alla teoria speciale di Einstein 
 della relatività pubblicata nel 1905, come ho detto. 
 E una delle conseguenze è che sappiamo che il tempo si dilata. 
 In base alla velocità con cui adotta un quadro di riferimento, 
 contratti spaziali. 

Italian: 
 E, naturalmente, conosciamo l'energia e la massa 
 essendo equivalente. 
 Questi sono tutti i risultati della relatività speciale. 
 Ed ecco una conseguenza della famosa relazione di Einstein. 
 [BOMBA IN ESPLOSIONE] 
 Ma non aveva ancora finito. 
 La relatività speciale è chiamata speciale. 
 Quando è stato pubblicato, era la teoria della relatività. 
 Ma si è capito che il lavoro non era del tutto completo, 
 come un ritratto non del tutto finito. 
 È speciale perché accelerazione 
 nella relatività speciale è "problematico". 
 L'ho messo tra virgolette. 
 Ciò non significa che non puoi fare accelerazione 
 in relatività speciale. 

English: 
And of course, we do know
about energy and mass
being equivalent.
These are all the results
of special relativity.
And here's one consequence of
Einstein's famous relation.
[BOMB EXPLODING]
But he wasn't quite done.
Special relativity
is called special.
When it was published, it
was the theory of relativity.
But it was realised that
work wasn't quite complete,
like a portrait that
hasn't quite been finished.
It's special
because acceleration
in special relativity
is "problematic".
I've put it in inverted commas.
It doesn't mean that you
can't do acceleration
in special relativity.

Italian: 
 È solo che l'accelerazione no 
 hanno lo stesso status che avevano nelle teorie del moto di Newton. 
 L'altra cosa di cui non può spiegare è la gravità. 
 Ora, la gravità era ancora un mistero. 
 Cosa tiene la Luna chiusa nell'abbraccio gravitazionale della Terra? 
 Quando lo faccio, cosa tira il libro a terra? 
 Qualcosa di misterioso che si alza da terra, 
 raggiungendo dal centro della Terra, tirandolo giù? 
 Queste erano le forze occulte a cui Leibniz si riferiva, 
 criticare la legge universale di gravitazione di Newton. 
 Verrò a prenderlo. 
 E poi nel novembre 1907, due anni 
 dopo aver pubblicato il suo articolo rivoluzionario, 
 Einstein aveva ancora il suo pensiero più felice 

English: 
It's just that
acceleration doesn't
have the same status it had in
Newton's theories of motion.
The other thing it can't
account for is gravity.
Now, gravity was
still a mystery.
What keeps the Moon locked in
Earth's gravitational embrace?
When I do this, what pulls
the book to the ground?
Something mysterious
reaching up from the ground,
reaching up from the core of
the Earth, pulling it down?
This was the occult forces
that Leibniz referred to,
criticising Newton's
universal law of gravitation.
I will come and pick that up.
And then in November,
1907, two years
after publishing his
breakthrough paper,
Einstein had his
happiest thought, still

English: 
working in the patent--
by the way, he'd
had a promotion.
So that was OK.
He had his happiest thought.
He was sitting in a chair
in his patent office,
and suddenly, a
thought struck me.
If a man falls freely, he
would not feel his weight.
I was taken aback.
This simple thought experiment
made a deep impression on me.
Now, OK, Einstein was a genius.
I could have sat for
hours in my office
thinking that a man falls freely
not feeling his own weight,
and I'm afraid I would have
never have made the connection.
[MAN SCREAMING]
You want to see that again?
[MAN SCREAMING]
And what Einstein was led
to is something called
the equivalence principle.
Basically, gravity
and acceleration
are the same thing.

Italian: 
 lavorando nel brevetto 
 a proposito, aveva avuto una promozione. 
 Quindi andava bene così. 
 Aveva il suo pensiero più felice. 
 Era seduto su una sedia nel suo ufficio brevetti, 
 e improvvisamente, un pensiero mi ha colpito. 
 Se un uomo cade liberamente, non sentirebbe il suo peso. 
 Sono rimasto sorpreso. 
 Questo semplice esperimento mentale mi ha impressionato profondamente. 
 Bene, Einstein era un genio. 
 Avrei potuto stare seduto per ore nel mio ufficio 
 pensare che un uomo cade liberamente senza sentire il proprio peso, 
 e temo che non avrei mai fatto il collegamento. 
 [UOMO CHE GRIDA] 
 Vuoi vederlo di nuovo? 
 [UOMO CHE GRIDA] 
 E ciò a cui Einstein è stato portato è qualcosa chiamato 
 il principio di equivalenza. 
 Fondamentalmente, gravità e accelerazione 
 sono la stessa cosa. 

Italian: 
 Massa gravitazionale, la massa della Luna e della Terra 
 e il modo in cui nella legge di gravitazione universale di Newton 
 sono attratti insieme dalla forza di gravità 
 è lo stesso dell'accelerazione. 
 Quindi, se ci sediamo a bordo di un'astronave che accelera ad alta velocità 
 attraverso l'atmosfera o nello spazio, 
 e abbiamo la sfortunata esperienza 
 di essere lasciato in balia della Terra 
 attrazione gravitazionale, quindi, di fatto, 
 non c'è niente da scegliere tra queste circostanze. 
 C'è un'equivalenza tra cosa 
 sperimentiamo come gravità, ciò che quel libro ha vissuto, 
 e accelerazione. 
 E se hai una mente come quella di Einstein, lo farai 
 capire che in realtà è perché lo spaziotempo 
 stesso può essere curvato. 

English: 
Gravitational mass, the mass
of the Moon and the Earth
and the way that in Newton's
universal law of gravitation
they're drawn together
by the force of gravity
is the same as acceleration.
So if we sit onboard a spaceship
accelerating at high velocity
through the atmosphere
or into outer space,
and we have the
unfortunate experience
of being left stranded
at the mercy of Earth's
gravitational pull,
then, in fact,
there's nothing to choose
between these circumstances.
There's an equivalence
between what
we experience as gravity,
what that book experienced,
and acceleration.
And if you have a mind
like Einstein's, you'll
work out that that is
actually because spacetime
itself can be curved.

Italian: 
 A questo punto, il nostro cervello inizia 
 sciogliere. Cominciamo a rimanere sbalorditi, perché come può 
 forse essere? 
 Tieni presente che non puoi vedere lo spazio. 
 Non riesco a vedere lo spazio. 
 Non puoi vederlo. 
 Sappiamo di esserci dentro, ma non possiamo vederlo. 
 Non possiamo vedere il tempo. 
 Lo posso misurare. 
 Ho un orologio. 
 Ma non riesco a vederlo. 
 Come faccio a sapere che forma ha? 
 Per definizione. 
 E così quando un libro cade da un'altezza e colpisce il pavimento, 
 non è la forza di gravità che si protende verso l'alto e la abbassa 
 verso il centro della Terra. 
 Non può resistere alla curvatura locale 
 dello spaziotempo in questa stanza. 
 Non cercarlo, non lo troverai. 
 Ma è un modo in cui Einstein ha riconciliato il fatto che occulto 
 le forze non possono assolutamente avere ragione. 
 Questa è la scienza di cui stiamo parlando, non la magia. 

English: 
Now at this stage,
our brains start
to melt. We start to get
boggled, because how can that
possibly be?
Well, bear in mind,
you can't see space.
I can't see space.
You can't see it.
We know we're in it,
but we can't see it.
We can't see time.
I can measure it.
I've got a watch.
But I can't see it.
How do I know what shape it is?
By definition.
And so when a book falls from
a height and hits the floor,
it's not the force of gravity
reaching up and pulling it down
towards the core of the Earth.
It can't hang on against
the local curvature
of spacetime in this room.
Don't look for it,
you won't find it.
But it's a way that Einstein
reconciled the fact that occult
forces can't possibly be right.
This is science we're
talking about, not magic.

Italian: 
 E quindi, una spiegazione per cosa 
 accade con oggetti gravitanti, oggetti 
 esposto alla "forza" di gravità - 
 Continuerò a usare virgolette spaventose quando dico forza - 
 è che stanno scivolando, scivolando lungo lo spaziotempo curvo. 
 E se abbiamo un pianeta delle dimensioni della Terra, 
 distorce lo spaziotempo attorno ad esso. 
 Questa è l'immagine tipica. 
 Ma è un po 'fuorviante 
 perché non puoi vedere lo spazio e il tempo. 
 Tutto quello che puoi fare è effettuare misurazioni. 
 E ci sono misurazioni che sono state un satellite squisito 
 misurazioni di cose note come trascinamento dei fotogrammi. 
 Ed è letteralmente il satellite, 
 giroscopi sul satellite trascinati dallo spazio 
 e il tempo stesso mentre la Terra gira. 
 Trascina con sé lo spaziotempo. 
 Bellissimo. 
 Ma non immaginarlo troppo. 
 Ora, John Wheeler lo ha riassunto molto, molto chiaramente. 

English: 
And therefore, one
explanation for what
happens with gravitating
objects, objects
exposed to the
"force" of gravity--
I'm going to keep using scare
quotes when I say force--
is that they're sliding,
sliding down curved spacetime.
And if we got a planet
the size of the Earth,
it distorts spacetime around it.
This is the typical picture.
But it's a little
bit misleading,
because you can't
see space and time.
All you can do is
make measurements.
And there are measurements that
have been exquisite satellite
measurements of things that
are known as frame dragging.
And it's literally
the satellite,
gyroscopes on the satellite
being dragged by space
and time itself as
the Earth turns.
It drags spacetime
around with it.
Beautiful.
But don't overimagine it.
Now, John Wheeler summed
this up very, very neatly.

English: 
An American physicist
in the 1950s,
he wrote a book about
gravitation that says,
spacetime tells
matter how to move,
whilst matter tells
spacetime how to curve.
And the two are--
it's like a symbiosis, OK?
I got a heavy mass.
It curves spacetime.
And that spacetime tells me
how that mass, that matter
is going to move.
And what we get, we
get something called
gravitational time dilation.
It's different from
the time dilation
from special relativity.
That was because
we were going fast.
Now we're just
going up, fighting
against the gravitational
field, which
is the same thing as spacetime.
We get something called
gravitational redshift.
We get black holes.
We like those.
And we get gravitational waves.
All right, all good stuff.
All coming from what
was the general-- what
is the general
theory of relativity,
which Einstein finally figured
out how to write down in 1915.

Italian: 
 Un fisico americano negli anni Cinquanta, 
 ha scritto un libro sulla gravitazione che dice, 
 lo spaziotempo dice alla materia come muoversi, 
 mentre la materia dice allo spaziotempo come curvarsi. 
 E i due sono ... 
 è come una simbiosi, ok? 
 Ho una massa pesante. 
 Curva lo spaziotempo. 
 E quello spaziotempo mi dice quanto quella massa, quella materia 
 si muoverà. 
 E quello che otteniamo, otteniamo qualcosa chiamato 
 dilatazione del tempo gravitazionale. 
 È diverso dalla dilatazione del tempo 
 dalla relatività speciale. 
 Questo perché stavamo andando veloci. 
 Ora stiamo solo salendo, combattendo 
 contro il campo gravitazionale, che 
 è la stessa cosa dello spaziotempo. 
 Otteniamo qualcosa chiamato redshift gravitazionale. 
 Otteniamo buchi neri. 
 Ci piacciono quelli. 
 E otteniamo onde gravitazionali. 
 Va bene, tutta roba buona. 
 Tutto proveniva da quello che era il generale ... cosa 
 è la teoria generale della relatività, 
 che Einstein ha finalmente capito come scrivere nel 1915. 

Italian: 
 Una domanda che potresti avere è fantastica. 
 A che serve? 
 È quel tipo di ... quelli sono i tempi in cui viviamo. 
 E mi chiedevo solo, qualcuno qui 
 usa il GPS sul telefono, forse Google Maps 
 trovare The Royal Institution questa sera? 
 Qualcuno? 
 Alzata di mano. 
 Alcune. 
 Alcune. 
 Il fatto è piuttosto interessante, i pionieri del GPS ... 
 quattro ingegneri americani ... in realtà lo erano 
 ha ricevuto oggi il Queen Elizabeth Engineering Prize. 
 Quello che posso dirti è se i minuscoli orologi atomici a bordo 
 i 24 satelliti che cingono la Terra 
 e creare il sistema GPS, se quegli orologi 
 non sono stati corretti usando la relatività speciale e generale, 

English: 
A question you might
have is, fantastic.
What good is it?
It's those kind of-- those are
the kinds of times we live in.
And I just wondered,
did anyone here
use GPS on their phone,
maybe Google Maps
to find The Royal
Institution this evening?
Anybody?
Show of hands.
A few.
A few.
Fact is quite interesting,
the pioneers of GPS--
four American
engineers-- were actually
awarded the Queen Elizabeth
Engineering Prize today.
What I can tell you is if the
tiny atomic clocks onboard
the 24 satellites
that girdle the Earth
and create the GPS
system, if those clocks
weren't corrected using
special and general relativity,

Italian: 
 dovremmo eseguire errori di clock quali 
 darebbe luogo a errori di distanza di circa 
 11 chilometri al giorno. 
 Ora posso garantirti che se ti affidi al GPS per trovare 
 la tua strada qui stasera e tu eri 
 lavorando entro un raggio di 11 chilometri 
 cerchio, buona fortuna con quello. 
 Ma questo è al giorno. 
 Dopo una settimana è inutile. 
 Non puoi usarlo affatto. 
 Quindi, se vuoi sapere perché è importante, 
 la prossima volta che tiri fuori il telefono, 
 usa il GPS, quando navighi, usa il GPS, ricorda, 
 senza relatività, saresti perso. 
 Questa è relatività. 
 Spero che tu abbia il senso di cosa sia la relatività. 
 La relatività non è una teoria quantistica. 
 Presume che lo spaziotempo, sebbene si incurvi, 
 è continuo. 

English: 
we would run up
clock errors which
would give rise to distance
errors of a rate of about
11 kilometres per day.
Now I can guarantee you that if
you were relying on GPS to find
your way here
tonight and you were
working within an
11 kilometre radius
circle, good luck with that.
But that's per day.
After a week, it's useless.
You can't use it at all.
So if you want to know
why it's important,
next time you pull
out your phone,
use GPS, when you sail about,
use GPS, just remember,
without relativity,
you'd be lost.
Now that's relativity.
I hope you've got the sense
for what relativity is about.
Relativity is not
a quantum theory.
It assumes that spacetime,
although it curves,
is continuous.

English: 
It can be stretched like the
surface of a trampoline, which
is the analogy that
we often use when
we see the Earth as a
big heavy ball sitting
on a trampoline creating a dent,
and that's gravity, basically.
But Einstein was
also at the root
of another incredible
innovation.
You want to know why physicists
get so excited about Einstein?
It's because he did all
these incredible things.
He really did.
His latter years weren't
quite so productive, but boy,
he'd earned his badge of
honour already by 1915, 1930s.
Now Einstein and
de Broglie together
conspired to change
completely our understanding
of the little bits and pieces.
In 1905, he published a paper
separate from relativity
saying "monochromatic
light," basically--
monochromatic means the
same colour, so blue light,
if you want, green light--

Italian: 
 Può essere allungato come la superficie di un trampolino, che 
 è l'analogia che usiamo spesso quando 
 vediamo la Terra come una grande palla pesante seduta 
 su un trampolino che crea un'ammaccatura, e questa è la gravità, fondamentalmente. 
 Ma Einstein era anche alla radice 
 di un'altra incredibile innovazione. 
 Vuoi sapere perché i fisici sono così entusiasti di Einstein? 
 È perché ha fatto tutte queste cose incredibili. 
 Lo ha fatto davvero. 
 I suoi ultimi anni non sono stati così produttivi, ma ragazzo, 
 si era guadagnato il suo distintivo d'onore già nel 1915, 1930. 
 Ora Einstein e de Broglie insieme 
 cospirato per cambiare completamente la nostra comprensione 
 dei piccoli pezzi e pezzi. 
 Nel 1905 pubblicò un articolo separato dalla relatività 
 dicendo "luce monocromatica", fondamentalmente ... 
 monocromatico significa lo stesso colore, quindi la luce blu, 
 se vuoi, semaforo verde 

Italian: 
 "si comporta come se la radiazione fosse un mezzo discontinuo 
 costituito da quanti di energia. " 
 Le onde luminose possono essere particelle. 
 Sappiamo come si chiamano queste particelle oggi, no? 
 Fotoni. 
 La prossima volta che vedrai un siluro fotonico 
 licenziato in un episodio di Star Trek, 
 biasimo Einstein per aver spiegato che le onde luminose possono 
 essere particelle. 
 Principe Louis, 5 ° duca di Broglie, poi pochi anni dopo 
 all'inizio degli anni '20 ebbe un'idea. 
 Se la luce può essere onde e particelle, 
 allora le particelle possono essere onde? 
 E ha suggerito che l'idea potrebbe essere generalizzata 

English: 
"behaves as though the radiation
were a discontinuous medium
consisting of energy quanta."
Light waves can be particles.
We know what these particles
are called today, don't we?
Photons.
Next time you see
a photon torpedo
fired in an episode
of Star Trek,
blame Einstein for explaining
that light waves can
be particles.
Prince Louis, 5th Duke de
Broglie, then a few years later
in the early 1920s had an idea.
If light can be
waves and particles,
then can particles be waves?
And he suggested that the
idea could be generalised

Italian: 
 applicandolo a tutte le particelle materiali, 
 e in particolare, agli elettroni. 
 Gli elettroni possono essere onde. 
 Ora quella nozione di dualità delle particelle d'onda ... 
 i dibattiti infuriano ancora sul fatto che sia una cosa reale o meno ... 
 ma è la radice di tutto ciò 
 è venuto in seguito che oggi conosciamo come meccanica quantistica. 
 E la meccanica quantistica, quelle onde ora si estendono ... 
 oggetti estesi tridimensionali, 
 se vuoi pensarci in questo modo, 
 sono ora pensati come campi quantistici, 
 un campo che è solo un termine di fantasia per qualcosa 
 che si allunga. 
 E hanno sostenuto questa cosa chiamata modello standard 
 della fisica delle particelle. 
 Ed ecco l'equivalente del fisico del chimico 
 tavola periodica. 
 È una lista, una lista di ingredienti, se vuoi, 
 di cui è composta tutta la sostanza materiale. 
 Vuoi sapere come costruire un protone, 

English: 
by applying it to all
material particles,
and notably, to electrons.
Electrons can be waves.
Now that notion of
wave particle duality--
debates still rage about whether
it's a real thing or not--
but it's the root
of everything that
came afterwards that we know
today as quantum mechanics.
And quantum mechanics,
those waves now extended--
three-dimensional
extended objects,
if you want to think
about them like that,
are now thought of
as quantum fields,
a field just being a
fancy term for something
that stretches out.
And they underpinned this
thing called the standard model
of particle physics.
And here's the physicist's
equivalent of the chemist's
periodic table.
It's a list, a list of
ingredients, if you like,
about which all material
substance is composed.
You want to know how
to build a proton,

English: 
you take two up quarks,
you, on the left there,
and a down quark,
put them together,
bind them together with
force-carrying particles
called gluons, that's the little
g, and you've got a proton.
You want to build a neutron,
take two down quarks and an up
quark, bind them
together with gluons,
and you've got
yourself a neutron.
You want to build an atom,
you take your protons
and your neutrons and
you wrap electrons
in orbit around the nucleus.
Now you've got atoms.
You want molecules, get the
electrons outermost in atoms
to hang, to hook
together, and you've
got a chemical bond between
atoms, and so on, and so on.
Next thing you know, you've got
DNA, and you've got biology.
Now there are other
things in this list.
I don't to go into
too many details,
because I don't need everything.
I want though to leave
you with one thought.

Italian: 
 prendi due quark up, tu, a sinistra lì, 
 e un quark down, mettili insieme, 
 legarli insieme con particelle portatrici di forza 
 chiamati gluoni, questo è il piccolo g, e tu hai un protone. 
 Vuoi costruire un neutrone, prendere due quark down e uno up 
 quark, legali insieme ai gluoni, 
 e ti sei procurato un neutrone. 
 Se vuoi costruire un atomo, prendi i tuoi protoni 
 ei tuoi neutroni e avvolgi gli elettroni 
 in orbita attorno al nucleo. 
 Ora hai gli atomi. 
 Vuoi molecole, porta gli elettroni più esterni negli atomi 
 da appendere, da agganciare insieme e tu 
 ha un legame chimico tra gli atomi, e così via, e così via. 
 La prossima cosa che sai, hai il DNA e hai la biologia. 
 Ora ci sono altre cose in questo elenco. 
 Non vado troppo nei dettagli, 
 perché non ho bisogno di tutto. 
 Voglio però lasciarti con un pensiero. 

Italian: 
 Conosci quell'esperienza che tu 
 avuto da bambini quando prendevi due piccole barrette magnetiche ... 
 sai cosa sto per dire 
 e hai i poli nord o i poli sud, 
 non importa ... e hai provato a metterli insieme. 
 Sai cosa hai vissuto. 
 Qualche misteriosa resistenza. 
 Non c'è niente da vedere, eppure i campi magnetici 
 resistito. 
 Girali dall'altra parte e si sono attratti 
 e sono scattati insieme. 
 Ebbene, come funziona una forza del genere? 
 Questa è la forza elettromagnetica. 
 Ed è trasportato dai fotoni. 
 Quindi fotoni che sono onnipresenti, fotoni in questa stanza, 
 sono responsabili del trasporto dell'elettromagnetismo 
 da una particella all'altra. 
 E in questa idea, diciamo di avere due elettroni, 
 e poi li incontreremo. 
 Quindi vediamo cosa succede quando lo facciamo. 
 Entrano e si scontrano. 

English: 
You know that
experience that you
had as kids when you took
two small bar magnets--
you know what I'm about to say--
and you got the north
poles-- or the south poles,
it doesn't matter-- and you
tried to push them together.
You know what you experienced.
Some mysterious resistance.
There's nothing there to see,
and yet, the magnetic fields
resisted.
Flip them the other
way, and they attracted
and they snapped together.
Well, how does a
force like that work?
That's the
electromagnetic force.
And it's carried by photons.
So photons that are ubiquitous,
photons in this room,
they're responsible for
carrying electromagnetism
from one particle to the next.
And in this idea, let's
say we have two electrons,
and then we're going to
run them into each other.
So let's see what
happens when we do that.
They come in and they collide.

Italian: 
 Si scambiano fotone virtuale, che 
 non suona come una spada laser nella vita reale, 
 e se ne vanno in direzioni diverse. 
 Quindi è così che capiamo come 
 le forze lavorano nel modello standard della fisica delle particelle. 
 Questa è una forza di repulsione. 
 Mi scusi. 
 Due cariche simili si respingono. 
 Ma quello che succede è quella forza di repulsione 
 si avverte attraverso lo scambio di un fotone. 
 E quello scambio li allontana. 
 OK, ora hai più o meno tutti gli ingredienti. 
 So di averti promesso una conferenza sulla gravità quantistica a loop, 
 e non ho ancora detto nulla sulla gravità quantistica. 
 E stai guardando il tuo orologio dicendo, aspetta, 
 Jim, vai avanti. 
 OK. 
 Ma prima di finire, diamo solo una rapida occhiata a ciò che abbiamo 
 capire l'universo, perché quello 
 tornerà utile anche. 
 Quindi potresti avere familiarità con un'immagine come questa. 
 Iniziamo ... [ESPLOSIONE] --big bang. 
 C'è un periodo, un periodo molto scattante di qualcosa 

English: 
They exchange
virtual photon, which
doesn't sound like a
lightsaber in real life,
and they go off in
different directions.
So that's the way
we understand how
forces work in the standard
model of particle physics.
This is a force of repulsion.
Excuse me.
Two like charges
repel each other.
But what happens is
that force of repulsion
is felt through the
exchange of a photon.
And that exchange
pushes them apart.
OK, you've now more or less
got all the ingredients.
I know I promised you a lecture
on loop quantum gravity,
and I've said nothing at all
about quantum gravity yet.
And you're looking at your
watch saying, hang on,
Jim, get on with it.
OK.
But before I finish, let's just
have a quick look at what we
understand about the
universe, because that
will come in handy as well.
So you might be familiar
with a picture like this.
We begin-- [EXPLOSION]
--big bang.
There's a period, a very
snappy period of something

English: 
called cosmic inflation.
Very controversial, but
again, broadly accepted
for the time being
as something that
must have actually happened.
That kind of blows up the
universe from something
that's the size of a quantum
dot to something probably,
I don't know, the size of
a grapefruit or something,
the entire universe.
After 380,000 years,
we've got particles
that are formed, including
protons and electrons.
And for the first time
after 380,000 years,
these particles combine.
It's called recombination,
but forget the re.
They're combining
for the first time
in the history of the universe.
It should be called combination.
And when that happens, a whole
load of light that was bouncing
back and forth, these
electrically charged
particles-- remember,
virtual photons--
is released.
And we know these photons
today, this light today
as the cosmic microwave
background radiation.

Italian: 
 chiamata inflazione cosmica. 
 Molto controverso, ma ancora una volta ampiamente accettato 
 per il momento come qualcosa che 
 deve essere realmente accaduto. 
 Quel tipo fa saltare in aria l'universo da qualcosa 
 è la dimensione di un punto quantico per qualcosa probabilmente, 
 Non lo so, delle dimensioni di un pompelmo o qualcosa del genere, 
 l'intero universo. 
 Dopo 380.000 anni, abbiamo particelle 
 che si formano, inclusi protoni ed elettroni. 
 E per la prima volta dopo 380.000 anni, 
 queste particelle si combinano. 
 Si chiama ricombinazione, ma dimentica il re. 
 Si stanno combinando per la prima volta 
 nella storia dell'universo. 
 Dovrebbe essere chiamata combinazione. 
 E quando ciò accade, un intero carico di luce che rimbalzava 
 avanti e indietro, questi caricati elettricamente 
 particelle-- ricorda, fotoni virtuali-- 
 è rilasciato. 
 E conosciamo questi fotoni oggi, questa luce oggi 
 come la radiazione cosmica di fondo a microonde. 

Italian: 
 Alla temperatura dell'universo quindi, 
 circa 3.000 gradi, parte di questa luce 
 sarebbe stata luce visibile. 
 Quindi l'universo si è illuminato. 
 Letteralmente, lascia che ci sia luce. 
 Ma mentre l'universo si espandeva ulteriormente e si raffreddava, 
 quella luce svanì. 
 Ciò significa che l'energia dei fotoni è stata ridotta. 
 E abbiamo un periodo chiamato età oscura. 
 Nel tempo, forse circa 100 milioni di anni 
 dopo il Big Bang, iniziamo ad avere le prime stelle 
 e galassie. 
 Quindi la materia cominciava a condensarsi. 
 Otteniamo la prima forma di stelle. 
 Man mano che sempre più gas si condensa in stelle, 
 iniziamo a formare galassie. 
 Dobbiamo aspettare circa nove miliardi di anni 
 per la formazione del nostro sistema solare, insieme alla Terra, 
 ovviamente. 
 E proprio alla morte, abbiamo l'Homo sapiens. 

English: 
At the temperature
of the universe then,
about 3,000 degrees,
some of this light
would have been visible light.
So the universe lit up.
Literally, let there be light.
But as the universe
expanded further and cooled,
that light faded.
That means the energy of
the photons was reduced.
And we have a period
called the dark ages.
Over time, maybe about
100 million years
after the Big Bang, we
begin to get the first stars
and galaxies.
So matter was beginning
to be condensed.
We get the first stars form.
As more and more gas
condenses into stars,
we start to get galaxies form.
We have to wait about
nine billion years
for our solar system to be
formed, along with Earth,
of course.
And right at the death,
we have Homo sapiens.

English: 
And judging from what we're
doing with the planet,
I guess there's a sense
in which we might merely
be a blip in the
history of the universe.
Now that spans 13.8 billion
years from start to finish,
from start to present day.
And that's the universe.
Now all of that knowledge,
all of that structure
is based on a combination of
general relativity and particle
physics, the standard
model of particle physics
in terms of our
understanding of how
the universe began and evolved.
It's not based on bringing
the two theories together.
We use quantum mechanics
over here, quantum field
theory over here, and we use
general relativity over here.
But we don't bring them together
to create a picture like this.
Quantum gravity, you knew
I'd get to it in the end.
Now, physicist Lee Smolin--
nice guy-- he published
a book about 2000,

Italian: 
 E a giudicare da quello che stiamo facendo con il pianeta, 
 Immagino che ci sia un senso in cui potremmo semplicemente 
 essere un punto debole nella storia dell'universo. 
 Ora che copre 13,8 miliardi di anni dall'inizio alla fine, 
 dall'inizio ai giorni nostri. 
 E questo è l'universo. 
 Ora tutta quella conoscenza, tutta quella struttura 
 si basa su una combinazione di relatività generale e particella 
 fisica, il modello standard della fisica delle particelle 
 in base alla nostra comprensione di come 
 l'universo ha avuto inizio e si è evoluto. 
 Non si basa sull'unione delle due teorie. 
 Usiamo la meccanica quantistica qui, campo quantistico 
 teoria qui, e qui usiamo la relatività generale. 
 Ma non li riuniamo per creare un'immagine come questa. 
 Gravità quantistica, sapevi che alla fine ci sarei arrivato. 
 Ora, il fisico Lee Smolin ... 
 bravo ragazzo-- ha pubblicato un libro sul 2000, 

Italian: 
 quindi circa 19 anni fa, Three Roads to Quantum Gravity. 
 Quindi ci sono tre modi diversi 
 possiamo provare a portare la relatività generale e il quanto 
 meccanici insieme sotto lo stesso tetto, per così dire. 
 Puoi iniziare con queste due strutture. 
 E puoi provare a iniziare con la teoria quantistica dei campi 
 e cercando di trovare un modo per far emergere lo spazio e il tempo, 
 renderlo indipendente dallo sfondo. 
 Richard Feynman ci ha provato, 
 ma poi si è impantanato irrimediabilmente e non ha funzionato. 
 Ma non si è scoraggiato. 
 Erano circa gli anni '60. 
 Puoi dire, beh, dimentica la relatività generale e il quanto 
 meccanica. 
 Ricomincerò. 
 E alcune anime coraggiose hanno effettivamente intrapreso quella strada. 
 Ne parlerò più avanti. 
 Oppure puoi fare ciò di cui parlerò, 
 che inizia con la relatività generale, 

English: 
so about 19 years ago, Three
Roads to Quantum Gravity.
So there are three
different ways
we can try and bring general
relativity and quantum
mechanics together under
one roof, as it were.
You can start with
these two structures.
And you can try starting
with quantum field theory
and trying to find a way to make
space and time emerge in it,
make it background independent.
Richard Feynman actually
had a go at that,
but then got hopelessly bogged
down and it didn't work.
But he wasn't disheartened.
That was about the 1960s.
You can say, well, forget
general relativity and quantum
mechanics.
I'm going to start over.
And a few brave souls have
actually taken that road.
I'll talk about one
of them later on.
Or you can do where I'm
going to talk about,
which is start with
general relativity,

Italian: 
 e trova un modo per, per così dire, quantizzare questo, introdurre 
 un elemento quantistico ad esso. 
 OK. 
 Quindi la prima cosa che devi fare 
 è iniziare riformulando così la relatività generale 
 che sembra una teoria quantistica dei campi. 
 Ora, se non hai familiarità con la matematica, 
 potresti dire, oh, Jim, è facile. 
 Potrei farlo a colazione. 
 Lascia che te lo dica, non è facile. 
 Ecco il problema. 
 Quando una particella si muove su una superficie piana, 
 non dobbiamo preoccuparci di come punta. 
 Ora, perché dovrei essere preoccupato di quale 
 perché niente punti? 
 Ebbene, la fisica è piena di cose chiamate vettori. 
 Un elettrone ha uno spin e punta in un campo magnetico 
 su o giù. 
 Quindi i vettori sono importanti. 
 E il modo in cui vanno le cose è fondamentale per il modo in cui la fisica 
 lavori. 

English: 
and find a way to, as it
were, quantize this, introduce
a quantum element to it.
OK.
So the first thing
you need to do
is to start by reformulating
general relativity so
that it looks like a
quantum field theory.
Now, if you're not familiar
with the mathematics,
you might say, oh,
Jim, that's easy.
I could do that over breakfast.
Let me tell you, it's not easy.
Here's the problem.
When a particle moves
about on a flat surface,
we don't have to worry
about which way it points.
Now, why should I be
worried about which
why anything points?
Well, physics is full of
things called vectors.
An electron has a spin and
it points in a magnetic field
up or down.
So vectors are important.
And the way things point is
fundamental to the way physics
works.

Italian: 
 Quindi se ho una particella che punta verso l'alto, 
 diciamo, e lo sposto su una superficie piana, va bene. 
 Posso farlo felicemente. 
 Il modo in cui lo sposto non influirà sul modo in cui punta. 
 Ma nella relatività generale, lo spaziotempo può essere curvato. 
 Bene, ecco l'ultima curvatura, una sfera. 
 Vediamo cosa succede a un vettore 
 mentre lo spostiamo attorno a una sfera. 
 Ora userò un'invenzione maliziosamente geniale chiamata qui 
 un carro che punta a sud. 
 I cinesi li hanno inventati nel 3 ° secolo. 
 Questo è prima della bussola magnetica. 
 E se volevi avere un'idea di dove stavi andando, 
 avevi bisogno di qualcosa. 
 Così hanno inventato questo carro rivolto a sud, 
 che ha un intaglio in alto che punta, 

English: 
So if I have a particle
pointing upwards,
let's say, and I move it about
on a flat surface, that's OK.
I can happily do that.
The way I move it about won't
affect the way it's pointing.
But in general relativity,
spacetime can be curved.
Well, here's the ultimate
curvature, a sphere.
Let's see what
happens to a vector
as we move it around a sphere.
Now I'm going to use a wickedly
ingenious invention here called
a south-pointing chariot.
The Chinese invented
these in the 3rd century.
This is before the
magnetic compass.
And if you wanted to have any
idea of where you were going,
you needed something.
So they came up with this
south-pointing chariot,
which has a carving on
the top that points,

English: 
and this ingenious gear
mechanism underneath that
means it keeps pointing
in that direction,
even though the cart may turn.
Isn't that clever?
So let's take our
south-pointing chariot
and wheel it all the
way to the equator,
starting from the North Pole.
We get it to the equator,
and then we turn to the east.
But remember, the south-pointing
chariot keeps pointing south.
OK, so we'll go a quarter of
the way around the equator,
and then we'll make
our way back home.
And you can see that by the time
we get back to the North Pole,
the chariot is now
pointing at right angles
to where it was pointing
when it set off.
Moving, although we haven't
done anything specifically
to the way it points,
moving it around the surface
of the sphere has changed the
orientation of the vector.
Now any theory based on
general relativity which

Italian: 
 e sotto questo ingegnoso meccanismo a ingranaggi 
 significa che continua a puntare in quella direzione, 
 anche se il carrello potrebbe girare. 
 Non è intelligente? 
 Quindi prendiamo il nostro carro che punta a sud 
 e portalo fino all'equatore, 
 partendo dal Polo Nord. 
 Lo portiamo all'equatore e poi giriamo verso est. 
 Ma ricorda, il carro che punta a sud continua a puntare a sud. 
 OK, quindi faremo un quarto del giro intorno all'equatore, 
 e poi torneremo a casa. 
 E puoi vedere che quando torneremo al Polo Nord, 
 il carro ora punta ad angolo retto 
 dove stava indicando quando è partito. 
 Trasloco, anche se non abbiamo fatto niente di specifico 
 al modo in cui punta, spostandolo sulla superficie 
 della sfera ha cambiato l'orientamento del vettore. 
 Ora qualsiasi teoria basata sulla relatività generale che 

Italian: 
 tiene conto della curvatura dello spaziotempo 
 per accettare è noto come il trasporto parallelo di un vettore. 
 Fortunatamente, all'inizio degli anni '80, due teorici indiani, 
 Amitabha Sen e Abhay Ashtekar, si avvicinarono 
 con una teoria della connessione che consentiva la relatività generale 
 da riformulare. 
 E quando è stato riformulato, sembrava esattamente 
 come una teoria quantistica dei campi. 
 Ancora una volta, non voglio togliermi il merito 
 da Sen e Ashtekar che hanno lavorato su questo, ma Einstein, 
 e infatti, il fisico austriaco Erwin Schrodinger 
 c'erano prima, ma hanno lottato 
 con la matematica di queste teorie del tipo di connessione. 
 In effetti, a un certo punto, Einstein scrisse a Schrödinger e disse: 
 sembra un regalo della nonna del diavolo, 
 suggerendo che non era troppo innamorato di dove 

English: 
allows for spacetime
curvature has
to accept it's known as the
parallel transport of a vector.
Fortunately, in the early
1980s, two Indian theorists,
Amitabha Sen and Abhay
Ashtekar, came up
with a connection theory which
allowed general relativity
to be reformulated.
And when it was reformulated,
it looked exactly
like a quantum field theory.
Now again, I don't want
to take credit away
from Sen and Ashtekar who
worked on this, but Einstein,
and in fact, Austrian
physicist Erwin Schrodinger
were there before,
but they struggled
with the mathematics of these
connection type theories.
In fact, at one point, Einstein
wrote to Schrodinger and said,
it looks like a gift from
the devil's grandmother,
suggesting he wasn't
too enamoured of where

English: 
the maths was taking him.
But if it looks just like
a quantum field theory,
your next question is, well, a
quantum field theory of what,
exactly?
We're going to create a quantum
field theory of gravity.
We need objects for it to
be a theory of, don't we?
Well, the inspiration for
what this might be a theory of
came from something called
lattice quantum chromodynamics.
Now, quantum chromodynamics
is the field theory
for what's known as
the colour force,
and the colour force is what
binds quarks together inside
protons and neutrons.
What I didn't tell
you when I put up
the little equivalent
of the periodic table
was that quarks are
not only up and down,
charm and strange, top
and bottom, although I do
wish we'd stuck with
the original names
for those last two quarks,
which was truth and beauty.

Italian: 
 la matematica lo stava prendendo. 
 Ma se sembra proprio una teoria quantistica dei campi, 
 la tua prossima domanda è, beh, una teoria quantistica dei campi di cosa, 
 Esattamente? 
 Creeremo una teoria quantistica della gravità dei campi. 
 Abbiamo bisogno di oggetti perché sia ​​una teoria, no? 
 Bene, l'ispirazione per ciò di cui questa potrebbe essere una teoria 
 proveniva da qualcosa chiamato cromodinamica quantistica reticolare. 
 Ora, la cromodinamica quantistica è la teoria dei campi 
 per quella che è conosciuta come la forza del colore, 
 e la forza del colore è ciò che lega insieme i quark all'interno 
 protoni e neutroni. 
 Quello che non ti ho detto quando ho messo su 
 il piccolo equivalente della tavola periodica 
 era che i quark non sono solo su e giù, 
 fascino e strano, sopra e sotto, anche se lo faccio 
 vorrei che fossimo rimasti con i nomi originali 
 per quegli ultimi due quark, che erano verità e bellezza. 

Italian: 
 Oltre al sapore, su, giù, incantato, strano, 
 e così via, anche i quark possiedono il colore. 
 Ora i fisici stavano esaurendo le idee in questo momento, 
 quindi li chiamano semplicemente rosso, verde e blu. 
 Non sono letteralmente rossi, verdi o blu, ok? 
 Ma hanno proprietà quantistiche che caratterizziamo 
 come rosso, un quark rosso, un quark rosso up, un quark verde down, 
 e un quark blu su insieme formano un protone. 
 E cosa puoi vedere in questi piccoli fili 
 qui con le frecce sono i gluoni che li legano insieme. 
 E il modo in cui funziona questa forza 
 è infatti come se fossero tenuti in una rete. 
 Se provo a tirare e separare i quark, 
 In realtà ho intenzione di incontrare una certa resistenza. 
 Sono davvero tenuti insieme molto, molto fortemente. 
 Queste linee di forza sono allentate quando i quark sono vicini, 

English: 
In addition to flavour,
up, down, charmed, strange,
and so on, quarks
also possess colour.
Now physicists were running
out of ideas at this time,
so they just call them
red, green, and blue.
They're not literally
red, green, or blue, OK?
But they have quantum
properties that we characterise
as red, a red quark, a red
up quark, a green down quark,
and a blue up quark
together make a proton.
And what you can see
in these little threads
here with the arrows is the
gluons that bind them together.
And the way that
this force works
is in fact like
they're held in a net.
If I try to pull and
separate the quarks,
I'm actually going to
hit some resistance.
They're really held together
very, very strongly.
These force lines are loose when
the quarks are close together,

Italian: 
 ma se provo a separarli, si spezzano 
 e impedirmi di tirare fuori i quark. 
 Ora il problema sono le equazioni della cromodinamica quantistica 
 sono davvero piuttosto complessi e lo sono 
 impossibile da risolvere analiticamente. 
 Non troverai un libro dove l'hai fatto 
 ho una risposta alla fine che dice, l'energia dei quark è, QED. 
 Devi risolvere queste equazioni su un computer. 
 E una delle tecniche utilizzate per risolvere queste equazioni 
 su un computer si chiama cromodinamica quantistica reticolare. 
 È una tecnica. 
 Ora, di nuovo, non potevo eseguire calcoli 
 di QCD reticolare sul mio laptop. 
 Ho bisogno di un supercomputer e molto tempo da dedicare al supercomputer. 
 In altre parole, ho bisogno di una borsa di studio. 
 E costruisci un reticolo. 
 Questo è lo spazio e, del resto, il tempo. 
 Interamente artificiale. 

English: 
but if I try to pull them
apart, they kind of snap
and prevent me from
getting the quarks out.
Now the problem is the equations
of quantum chromodynamics
are really quite
complex, and they're
impossible to
solve analytically.
You won't find a
book where you've
got an answer at the end that
says, quark energy is, QED.
You need to solve these
equations on a computer.
And one of the techniques
used to solve these equations
on a computer is called
lattice quantum chromodynamics.
It's a technique.
Now, again, I couldn't
run calculations
of lattice QCD on my laptop.
I need a supercomputer and
a lot of supercomputer time.
In other words, I need a grant.
And you construct a lattice.
This is space, and
for that matter, time.
Entirely artificial.

English: 
I assume that I can
organise my quarks
and my gluons on this lattice.
I put the quarks at
the intersection points
of the lattice, and
I allow the gluons
to run between them in
all the different ways
that gluons can interact.
And the way that
lattice QCD works
is that I have a certain
distance between the lattice
points and I do a calculation.
I then shrink a little
bit that distance and I
do another calculation.
And I shrink it a bit more
and I do another calculation,
and so on and so on.
And then I extrapolate all the
way to zero lattice separation.
That is, a zero lattice link.
And that allows me
to get to something
that looks like a
continuum of space and time
without the need to actually
do a calculation at zero.
But look at this picture.

Italian: 
 Presumo di poter organizzare i miei quark 
 ei miei gluoni su questo reticolo. 
 Ho messo i quark nei punti di intersezione 
 del reticolo, e consento i gluoni 
 correre tra di loro in tutti i modi diversi 
 che i gluoni possono interagire. 
 E il modo in cui funziona il QCD reticolare 
 è che ho una certa distanza tra il reticolo 
 punti e faccio un calcolo. 
 Quindi restringo un po 'quella distanza e io 
 fare un altro calcolo. 
 E lo rimpicciolisco un po 'di più e faccio un altro calcolo, 
 e così via. 
 E poi estrapolo fino alla separazione del reticolo zero. 
 Cioè, un collegamento a reticolo zero. 
 E questo mi permette di arrivare a qualcosa 
 sembra un continuum di spazio e tempo 
 senza la necessità di fare effettivamente un calcolo a zero. 
 Ma guarda questa foto. 

English: 
Of course, we've got the quarks.
We've got gluons running
around the lattice, the links
between the lattice points.
But over on the
left there, we've
actually got quarks
running around in a circle
without any--
we've got gluons-- sorry--
running around in a circle
without any quarks.
One of the reasons
that's possible
is that unlike a
photon, a photon
is not electrically charged.
So when I bring the two
electrons together that you saw
in an earlier slide, and a
virtual photon passes between
them and they move off
in a different direction,
that photon is not charged, but
the gluons have colour charge,
as it said.
So they not only
interact with quarks,
they interact with
themselves, which
is why quantum chromodynamics
is a bit of a beast.
Everything interacts
with everything else.
It's a real mess.
But it means that gluons
can run round in circles.

Italian: 
 Ovviamente abbiamo i quark. 
 Abbiamo gluoni che corrono intorno al reticolo, i collegamenti 
 tra i punti del reticolo. 
 Ma laggiù a sinistra, abbiamo 
 effettivamente i quark girano in cerchio 
 senza alcun-- 
 abbiamo gluoni ... scusa ... che corrono in cerchio 
 senza quark. 
 Uno dei motivi per cui è possibile 
 è che a differenza di un fotone, un fotone 
 non è elettricamente carico. 
 Quindi quando metto insieme i due elettroni che hai visto 
 in una diapositiva precedente e un fotone virtuale passa in mezzo 
 loro e si muovono in una direzione diversa, 
 quel fotone non è carico, ma i gluoni hanno carica di colore, 
 come ha detto. 
 Quindi non solo interagiscono con i quark, 
 interagiscono con se stessi, il che 
 Ecco perché la cromodinamica quantistica è un po 'una bestia. 
 Tutto interagisce con tutto il resto. 
 È un vero casino. 
 Ma significa che i gluoni possono girare in tondo. 

English: 
So here's a thought.
The physicist Kenneth
Wilson had the idea.
He was interested in trying to
create an analytical structure
for quantum chromodynamics.
And he wondered if it
might be possible to create
a situation whereby we
do without the quarks
and the lattice, and
all we've got left
then is the loops, the loops
of force running around
in a circle.
And this was the inspiration
for loop quantum gravity.
Except the loops are not gluons.
They're now loops of
gravitational "force",
in inverted commas.
OK.
So loop quantum gravity kicked
off in about the mid-80s.
And initially, it was all
about the loops and the way
that these intersect.

Italian: 
 Quindi ecco un pensiero. 
 Il fisico Kenneth Wilson ha avuto l'idea. 
 Era interessato a cercare di creare una struttura analitica 
 per la cromodinamica quantistica. 
 E si chiedeva se fosse possibile creare 
 una situazione in cui facciamo a meno dei quark 
 e il reticolo e tutto ciò che ci resta 
 poi sono gli anelli, gli anelli di forza che corrono intorno 
 nel cerchio. 
 E questa è stata l'ispirazione per la gravità quantistica a loop. 
 Tranne che i loop non sono gluoni. 
 Ora sono anelli di "forza" gravitazionale, 
 tra virgolette. 
 OK. 
 Quindi la gravità quantistica in loop è iniziata verso la metà degli anni '80. 
 E inizialmente, era tutto incentrato sui loop e sul modo 
 che questi si intersecano. 

Italian: 
 Poi è diventato, beh, forse si annodano. 
 E così i fisici, i teorici 
 coinvolti raggiunti per la teoria dei nodi. 
 Non dirò che è un problema nodoso. 
 Quindi hai alcuni nodi caratteristici qui. 
 C'è un nodo a trifoglio in alto a sinistra. 
 Sotto, hai un nodo trifoglio, 
 ma sta solo girando e rigirando 
 così puoi avere una prospettiva su di esso. 
 Accanto ad esso c'è qualcosa chiamato collegamento Whitehead. 
 Due anelli, ma intrecciati e annodati insieme 
 quindi non possono essere separati. 
 E l'ultimo lì è chiamato gli anelli borromei. 
 I fan dell'universo cinematografico Marvel tra il pubblico? 
 I nodi sono molto presenti nella mitologia norrena. 
 Quindi la prossima volta che guardi una versione precedente di un Avengers 
 film o un film di Thor, cerca il nodo sul martello di Thor. 
 Scoprirai, infatti, che hanno usato un trifoglio sapere. 

English: 
Then it became, well,
maybe they knot.
And so the physicists,
the theorists
involved reached for
the theory of knots.
I'm not going to say
that's a knotty problem.
So you've got some
characteristic knots here.
That's a trefoil knot
on the top left there.
Underneath, you've
got a trefoil knot,
but it's just going
round and round
so you can get a
perspective on it.
Next to it is something
called a Whitehead link.
Two loops, but twisted
together and knotted together
so they can't be separated.
And the final one there is
called the Borromean rings.
Fans of the Marvel cinematic
universe in the audience?
Knots feature very heavily
in Norse mythology.
So next time you look at an
older version of an Avengers
movie or a Thor movie, look
for the knot on Thor's hammer.
You'll find, in fact
they've used a trefoil know.

English: 
Something you can do
in an idle moment.
OK, then-- OK, maybe
what's important
is the way that we weave
these loops together.
Now this is a weave
created by taking
a whole bunch of key rings
and linking them together.
In fact, the Italian
theorist Carlo Rovelli
joked that he used all the
available key rings in Verona
to build this.
And then in the
final step, these
were replaced by something
called Penrose spin networks.
Now Roger Penrose was
Stephen Hawking's PhD advisor
at Cambridge.
He's a smart guy.
But he also likes--
he's that kind of theorist
that likes to plough
very much his own furrow.
And he invented this
structure primarily
as a way of satisfying what he
thought space ought to be like,
which is quantum in
nature, by coming up
with a network that
would do just that.

Italian: 
 Qualcosa che puoi fare in un momento di inattività. 
 OK, allora ... OK, forse ciò che è importante 
 è il modo in cui intrecciamo questi anelli. 
 Questa è una trama creata prendendo 
 un sacco di portachiavi e collegandoli insieme. 
 Infatti, il teorico italiano Carlo Rovelli 
 scherzava dicendo di aver usato tutti i portachiavi disponibili a Verona 
 per costruire questo. 
 E poi, nella fase finale, questi 
 sono stati sostituiti da qualcosa chiamato reti di spin Penrose. 
 Ora Roger Penrose era il consigliere di dottorato di Stephen Hawking 
 a Cambridge. 
 È un ragazzo intelligente. 
 Ma gli piace anche ... 
 è quel tipo di teorico a cui piace arare 
 molto il suo solco. 
 E ha inventato principalmente questa struttura 
 come un modo per soddisfare quello che pensava dovrebbe essere lo spazio, 
 che è di natura quantistica, arrivando 
 con una rete che farebbe proprio questo. 

Italian: 
 Non aveva alcun significato fisico 
 collegati a queste reti. 
 E così quello che è successo è che il teorico sviluppa il ciclo 
 la gravità quantistica ha trovato le reti che Penrose 
 aveva inventato alcuni anni prima del tutto per capriccio. 
 E questo genere di cose accade nella scienza. 
 È una felice serie di circostanze. 
 Quindi voglio essere chiaro, guarderemo queste immagini 
 e immagina questi anelli esistenti nello spazio. 
 È così che li ho disegnati. 
 In quale altro modo posso disegnarli? 
 Ma in realtà, nel ciclo di gravità quantistica, questi sono lo spazio. 
 Lo spazio è questi. 
 Non esistono nello spazio, creano lo spazio. 
 Lo so. 
 È difficile girare la testa. 
 E i due principali architetti ... 
 c'erano altri teorici coinvolti 
 che sicuramente ha aiutato lungo la strada. 
 I due principali architetti erano ... 

English: 
He didn't have any
physical significance
attached to these networks.
And so what happened is that
the theorist developing loop
quantum gravity found
the networks that Penrose
had invented some years
before entirely at a whim.
And that kind of thing
happens in science.
It's a happy set
of circumstances.
So I want to be clear, we
will look at these pictures
and imagine these loops
existing in space.
That's the way I've drawn them.
How else can I draw them?
But in fact, in loop quantum
gravity, these are space.
Space is these.
They don't exist in
space, they make space.
I know.
It's difficult to
get your head round.
And the two principal
architects--
there were other
theorists involved
that certainly
helped along the way.
The two principal
architects was--

English: 
you already know Lee
Smolin, American theorist
who now works in Perimeter
Institute in Canada.
And you, I'm sure, have heard of
Carlo Rovelli, Italian theorist
who's worked quite closely
with Lee Smolin over the years.
And this was all work that
the two forged together
in the mid-90s,
towards the mid-90s.
Now as I've said,
loop quantum gravity
implies that space itself
is quantum in nature.
What does that mean?
Well, here's a spin network.
It's got nodes and
it's got links.
And what Smolin and
Rovelli discovered
was that the maths
came out to tell them--
and I'm going to give you
some maths in a minute.
Be ready.
They realised that what was
actually happening was that
the nodes, the points in this
diagram is where you find
quanta of volume,
the volume of space.

Italian: 
 conosci già Lee Smolin, teorico americano 
 che ora lavora al Perimeter Institute in Canada. 
 E tu, ne sono certo, hai sentito parlare di Carlo Rovelli, teorico italiano 
 che ha lavorato a stretto contatto con Lee Smolin nel corso degli anni. 
 E questo è stato tutto il lavoro che i due hanno forgiato insieme 
 a metà degli anni '90, verso la metà degli anni '90. 
 Ora, come ho detto, loop gravity quantistica 
 implica che lo spazio stesso sia di natura quantistica. 
 Cosa significa? 
 Bene, ecco una rete di spin. 
 Ha nodi e ha collegamenti. 
 E quello che hanno scoperto Smolin e Rovelli 
 era che la matematica veniva fuori per dir loro: 
 e ti darò un po 'di matematica tra un minuto. 
 Sii pronto. 
 Si sono resi conto che quello che stava realmente accadendo era quello 
 i nodi, i punti in questo diagramma è dove trovi 
 quanti di volume, il volume dello spazio. 

English: 
No, I don't know either.
[LAUGHTER]
And along the links, you'll find
the quanta of area of space.
The inevitable
consequence of quantizing
Einstein's general
theory of relativity,
you make space
quantum in nature.
OK, so these are the
quantum states of space.
Now I'm waiting for a
cry from the audience.
But Jim, but what about time?
Oh, well, you see, in this
road to quantum gravity,
you lose time.
And I don't mean that in a
sense you wake up one morning
and you say, what
happened to the last year?
Although I'm sure
that does happen.
I mean time disappears
from the equations.

Italian: 
 No, non lo so neanche io. 
 [RISATA] 
 E lungo i collegamenti, troverai i quanti di area dello spazio. 
 L'inevitabile conseguenza della quantizzazione 
 La teoria della relatività generale di Einstein, 
 rendi lo spazio quantistico in natura. 
 OK, quindi questi sono gli stati quantistici dello spazio. 
 Ora sto aspettando un grido dal pubblico. 
 Ma Jim, ma che dire del tempo? 
 Oh, beh, vedi, in questa strada verso la gravità quantistica, 
 perdi tempo. 
 E non voglio dire che in un certo senso ti svegli una mattina 
 e tu dici, che fine ha fatto l'anno scorso? 
 Anche se sono sicuro che succeda. 
 Voglio dire, il tempo scompare dalle equazioni. 

English: 
It's known as the
problem of frozen time.
So these quantum states of
space, they're quantum states,
and so there's a sense
in which they fluctuate,
that they get the jitters.
Something called Heisenberg's
uncertainty principle
means they don't stay still.
They move about.
We need to find a way to put
time back into this picture.
And what Smolin and
Rovelli and others did
was to imagine that fluctuations
in the quantum states of space
create the appearance of time.
What happens is that as we
change the number of nodes,
never mind the number of
links, the clock ticks.
And that represents an
advancement in time.
So we see something
like this going on.
As these quantum states
of space bubble and froth,

Italian: 
 È noto come il problema del tempo congelato. 
 Quindi questi stati quantistici dello spazio, sono stati quantistici, 
 e quindi c'è un senso in cui fluttuano, 
 che ottengono il nervosismo. 
 Qualcosa chiamato principio di indeterminazione di Heisenberg 
 significa che non stanno fermi. 
 Si muovono. 
 Dobbiamo trovare un modo per riportare il tempo in questo quadro. 
 E quello che hanno fatto Smolin, Rovelli e altri 
 era immaginare che fluttuazioni negli stati quantistici dello spazio 
 creare l'aspetto del tempo. 
 Quello che succede è che quando cambiamo il numero di nodi, 
 non importa il numero di collegamenti, l'orologio ticchetta. 
 E questo rappresenta un progresso nel tempo. 
 Quindi vediamo qualcosa di simile in corso. 
 Poiché questi stati quantistici di bolla spaziale e schiuma, 

English: 
we get the illusion
of time emerging.
I'm going to come back to this.
All right, now, again,
I want to remind you
that there's an important
question of scale here.
What I don't want you
to do is to say, look,
I went to The Royal
Institution this evening,
and I had a great talk from Jim.
He told us all about the
quantum states of space,
and I'm going to look for them.
I'm going to look for them.
You won't find them for
a very simple reason.
Now ignore the maths.
That's area.
This little guy here is
called the Planck length.
And it appears squared
in this equation.
And j into j plus
1 square root of
is just the quantum number of
space, area of space, actually.
It's the Planck length
that I'm interested in.

Italian: 
 otteniamo l'illusione del tempo che emerge. 
 Tornerò su questo punto. 
 Va bene, ora, di nuovo, voglio ricordartelo 
 che qui c'è un'importante questione di scala. 
 Quello che non voglio che tu faccia è dire, guarda, 
 Sono andato alla Royal Institution questa sera, 
 e ho avuto un'ottima conversazione da Jim. 
 Ci ha raccontato tutto sugli stati quantistici dello spazio, 
 e vado a cercarli. 
 Li cercherò. 
 Non li troverai per un motivo molto semplice. 
 Ora ignora la matematica. 
 Questa è l'area. 
 Questo piccoletto qui si chiama lunghezza di Planck. 
 E sembra quadrata in questa equazione. 
 E j in j più 1 radice quadrata di 
 è solo il numero quantico dello spazio, l'area dello spazio, in realtà. 
 È la lunghezza di Planck che mi interessa. 

Italian: 
 La lunghezza di Planck, si chiama così perché, in effetti, 
 fu Max Planck all'inizio del XX secolo che 
 si rese conto, infatti, che con la scoperta della propria costante, 
 che è h bar qui, è h diviso per 2 pi, 
 Costante di Planck divisa per 2 pi greco. 
 g è la costante gravitazionale di Newton, 
 ec è la velocità della luce. 
 Lo ha capito combinando questi fondamentali fisici 
 costanti potrebbe trovare alcune unità fondamentali 
 di lunghezza, tempo, energia, massa. 
 Ora puoi vedere che la lunghezza di Planck appare al quadrato 
 in questa equazione per l'area. 
 Non preoccuparti dell'equazione. 
 È incredibilmente piccolo. 
 Una lunghezza di Planck è 1,6 volte 10 rispetto a meno 33 centimetri. 
 Quindi non è niente, 0,33 niente, 16. 
 No, no, non provare nemmeno a pensarci. 

English: 
The Planck length, it's
called that because, in fact,
it was Max Planck back in
the early 20th century who
realised, in fact, that with the
discovery of his own constant,
which is h bar here,
is h divided by 2 pi,
Planck's constant
divided by 2 pi.
g is Newton's
gravitational constant,
and c is the speed of light.
He realised that by combining
these fundamental physical
constants he could come up
with some fundamental units
of length, time, energy, mass.
Now you can see the Planck
length appears squared
in this equation for area.
Don't worry about the equation.
It's incredibly small.
A Planck length is 1.6 times
10 to the minus 33 centimetres.
So that's naught,
0.33 naughts, 16.
No, no, don't even try
and think about it.

English: 
The loops or
networks are presumed
to exist on this scale.
You won't find them.
Don't look for them.
The Planck length
is to a height--
I did some jiggling
around with scales.
The Planck length is
to a hydrogen atom
what a large amoeba is
to the Milky galaxy.
You won't find them.
A single proton
contains about 10
to the power 65
quanta of volume.
To all intents and purposes,
a proton doesn't care.
An amoeba doesn't care.
The Milky Way galaxy
certainly doesn't
care that space is
quantized at this level.
So you might then
have a perfectly
realistic and legitimate
question, so, Jim, honestly,
why?
Why?

Italian: 
 Si presume che i loop o le reti 
 di esistere su questa scala. 
 Non li troverai. 
 Non cercarli. 
 La lunghezza di Planck corrisponde a un'altezza: 
 Ho fatto un po 'di oscillazioni con le bilance. 
 La lunghezza di Planck è per un atomo di idrogeno 
 che grande ameba rappresenta per la galassia lattea. 
 Non li troverai. 
 Un singolo protone ne contiene circa 10 
 alla potenza 65 quanti di volume. 
 A tutti gli effetti, un protone non si cura. 
 A un'ameba non importa. 
 La galassia della Via Lattea certamente no 
 attenzione che lo spazio sia quantizzato a questo livello. 
 Quindi potresti avere un file perfettamente 
 domanda realistica e legittima, quindi, Jim, onestamente, 
 perché? 
 Perché? 

English: 
Well, let's take the
theory at face value
and see what it tells us.
Particle physicists
love particles, OK?
That's what makes them tick.
That's why they like to build
ever larger colliders so they
can see more particles.
And it's long been thought that
the force-carrying particle
for gravity is this
thing called a graviton.
Just like the photon carries
the electromagnetic force when
two electrons come
together, when two masses,
when two objects
come together, they
transfer gravitons
between them, and that
carries the force of gravity.
That's what particle
physicists tend to think.
But loop quantum gravity says
that gravitons are actually
so-called pseudo particles.
They're not force particles.
And to get some sense
for what that means,
I know that you saw in the media
a few years ago these fantastic

Italian: 
 Bene, prendiamo la teoria al valore nominale 
 e guarda cosa ci dice. 
 I fisici delle particelle amano le particelle, ok? 
 Questo è ciò che li fa funzionare. 
 Ecco perché a loro piace costruire collider sempre più grandi così loro 
 può vedere più particelle. 
 Ed è stato a lungo pensato che la particella portatrice di forza 
 poiché la gravità è questa cosa chiamata gravitone. 
 Proprio come il fotone trasporta la forza elettromagnetica quando 
 due elettroni si uniscono, quando due masse, 
 quando due oggetti si uniscono, essi 
 trasferire gravitoni tra di loro e quello 
 trasporta la forza di gravità. 
 Questo è ciò che i fisici delle particelle tendono a pensare. 
 Ma la gravità quantistica ad anello dice che i gravitoni lo sono in realtà 
 cosiddette pseudo particelle. 
 Non sono particelle di forza. 
 E per avere un senso su cosa significhi, 
 So che hai visto sui media qualche anno fa questi fantastici 

English: 
reports of gravitational waves.
Remember that?
Yep.
And you couldn't barely believe
what the scientists were
telling you, because
they said these
are gravitational waves produced
by two black holes merging.
My god, really?
But yes, so here are
two black holes spinning
around each other and merging.
And as they do so, remember,
we can detect frame
dragging around the Earth.
So when you're talking
about massive objects
like black holes, they
really do mess about
with the fabric of space
time, creating waves, ripples.
Now, Einstein, de Broglie,
remember what they said.
If we can have
waves, then there are
associated particles in that.
And those associated
particles would be gravitons.
So loop quantum gravity
has quite a nice way

Italian: 
 rapporti di onde gravitazionali. 
 Ricordati che? 
 Sì. 
 E non riuscivi a malapena a credere a cosa fossero gli scienziati 
 dicendoti, perché hanno detto queste 
 sono onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due buchi neri. 
 Mio dio, davvero? 
 Ma sì, quindi ecco due buchi neri che girano 
 l'uno intorno all'altro e fondendosi. 
 E mentre lo fanno, ricorda, possiamo rilevare il frame 
 trascinando per la Terra. 
 Quindi quando parli di oggetti enormi 
 come i buchi neri, fanno davvero casino 
 con il tessuto dello spazio tempo, creando onde, increspature. 
 Ora, Einstein, de Broglie, ricorda cosa hanno detto. 
 Se possiamo avere onde, allora ci sono 
 particelle associate in quello. 
 E quelle particelle associate sarebbero gravitoni. 
 Quindi la gravità quantistica in loop ha un modo abbastanza carino 

Italian: 
 di trattare i gravitoni come in effetti, pseudo particelle, 
 non forzare le particelle. 
 Particelle come gli elettroni possono essere modellate 
 come anelli aperti che perforano la rete di rotazione 
 e spostati su di esso. 
 Quindi questo non è solo una sorta di astratto. 
 Quella teoria è laggiù e, nel frattempo, noi 
 andare avanti con le cose buone. 
 È possibile iniziare a portare particelle 
 dal modello standard e inserirli 
 su questo modello di spaziotempo dalla gravità quantistica del loop, 
 e questo è un grande passo avanti. 
 La teoria può essere utilizzata per calcolare 
 l'entropia di un buco nero. 
 Non preoccuparti di cosa sia l'entropia. 
 Qualcuno ha letto A Brief History of Time di Hawking? 
 Sei arrivato fino alla fine? 
 Potresti ricordare un capitolo, era intitolato 
 I buchi neri non sono così neri. 
 Gli dava fastidio, ma si rese conto, infatti, 
 che i buchi neri hanno un'entropia, 

English: 
of treating gravitons as in
effect, pseudo particles,
not force particles.
Particles like electrons
can be modelled
as open loops which
puncture the spin network
and move around on it.
So this isn't just
some kind of abstract.
That theory sits over
there, and meanwhile, we
get on with the good stuff.
It is possible to start
to bring particles
from the standard
model and put them
onto this model of spacetime
from loop quantum gravity,
and that's a great step forward.
The theory can be
used to calculate
the entropy of a black hole.
Don't worry about
what entropy is.
Anybody read Hawking's
A Brief History of Time?
Did you get through it
all the way to the end?
You might remember a
chapter, it was titled
Black Holes Ain't so Black.
It bugged him, but
he realised, in fact,
that black holes
have an entropy,

Italian: 
 e le cose con un'entropia hanno una temperatura, che. 
 Significa che brillano. 
 Molto sconvolgente, perché come può brillare un buco nero? 
 Bene, è molto sottile. 
 Si chiama radiazione di Hawking. 
 Ed è così debole che riesci a malapena a rilevarlo 
 sopra la radiazione cosmica di fondo che 
 pervade l'intero universo. 
 Tuttavia, si è riconciliato ... 
 questa piccola equazione sul lato destro 
 qui è chiamata una formula di Bekenstein-Hawking 
 per l'entropia di un buco nero, ed è davvero semplice. 
 L'entropia è uguale all'area, l'area della superficie 
 del buco nero diviso per 4. 
 Ed ecco di nuovo questa lunghezza di Planck al quadrato. 
 OK, quindi fai il loop della gravità quantistica, ricorda, abbiamo reti, 
 reti di rotazione. 
 Perché questo pervade l'intero universo, ricorda, 
 questo è spazio e tempo. 

English: 
and things with an entropy
have a temperature, Which.
Means they glow.
Very upsetting, because
how can a black hole glow?
Well, it's very subtle.
It's called Hawking radiation.
And it's so weak that
you can barely detect it
above the cosmic
background radiation that
pervades the whole universe.
But nevertheless,
he was reconciled--
this little equation
on the right-hand side
here is called a
Bekenstein-Hawking formula
for the entropy of a black
hole, and it's really simple.
Entropy is equal to
area, the surface area
of the black hole divided by 4.
And here's this Planck
length squared again.
OK, so loop quantum gravity,
remember, we have networks,
spin networks.
Because this pervades the
entire universe, remember,
this is space and time.

English: 
Where the lines puncture
the surface of a black hole,
they endow the surface
with some area.
Remember, the links are where
we find the quanta of area.
Now you calculate the
entropy not by working out
how many links puncture the
surface of a black hole,
but how many different
ways they can puncture
the surface of a black hole.
And that gives you a
handle on the entropy.
And what you get is the
Bekenstein-Hawking formula.
Yay.
The theory eliminates
singularities.
Now I haven't
mentioned these yet,
but the thing about
general relativity
is it's a continuous theory.
It assumes a continuum
of space and time.
And theories like that, they
can give rise to infinities,
things can become
infinitesimally
small or infinitely large.
It's just in the
nature of the maths.
It's the nature of the beast.
Penrose and Hawking,
in fact, together,

Italian: 
 Dove le linee perforano la superficie di un buco nero, 
 dotano la superficie di una certa area. 
 Ricorda, i link sono dove troviamo i quanti di area. 
 Ora calcoli l'entropia non elaborando 
 quanti collegamenti perforano la superficie di un buco nero, 
 ma in quanti modi diversi possono perforare 
 la superficie di un buco nero. 
 E questo ti dà un controllo sull'entropia. 
 E quello che ottieni è la formula di Bekenstein-Hawking. 
 Sìì. 
 La teoria elimina le singolarità. 
 Ora non li ho ancora menzionati, 
 ma la cosa sulla relatività generale 
 è una teoria continua. 
 Assume un continuum di spazio e tempo. 
 E teorie del genere possono dare origine a infiniti, 
 le cose possono diventare infinitesimali 
 piccolo o infinitamente grande. 
 È solo nella natura della matematica. 
 È la natura della bestia. 
 Penrose e Hawking, infatti, insieme, 

English: 
produced various
theorems in the 1970s
to say that there was no
way you could avoid these.
If you look at the centre of
a black hole or at the origin
point of the big bang,
origin of the universe,
you'd expect to
find a singularity,
things that have gone infinite.
Now there's actually no such
thing as infinity in nature,
so something has gone wrong.
Loop quantum gravity says
that spacetime is granular.
It's got bits.
I can have an ultimate unit
of space, volume, or area.
I can't squeeze
that any further.
It's a bit that it's like an
electron, a single electron
or a single photon.
I can't get smaller than that.
I can't divide that any smaller.
And it means there can be no
such thing as singularities.
There has to be--
if the universe collapses down
or begins in a very tight,

Italian: 
 ha prodotto vari teoremi negli anni '70 
 per dire che non c'era modo di evitarli. 
 Se guardi al centro di un buco nero o all'origine 
 punto del big bang, origine dell'universo, 
 ti aspetteresti di trovare una singolarità, 
 cose che sono diventate infinite. 
 Ora in realtà non esiste qualcosa come l'infinito in natura, 
 quindi qualcosa è andato storto. 
 La gravità quantistica ad anello dice che lo spaziotempo è granulare. 
 Ha dei bit. 
 Posso avere un'unità ultima di spazio, volume o area. 
 Non posso spremerlo oltre. 
 È un po 'come un elettrone, un singolo elettrone 
 o un singolo fotone. 
 Non posso diventare più piccolo di così. 
 Non posso dividerlo in modo più piccolo. 
 E significa che non possono esistere cose come le singolarità. 
 Ci deve essere-- 
 se l'universo crolla o inizia in modo molto stretto, 

Italian: 
 oggetto molto denso, non può essere una singolarità, 
 perché la natura quantistica dello spazio non lo consentirà. 
 In realtà, quello che ha scoperto Abhay Ashtekar 
 era una possibilità intrigante. 
 Parliamo dell'origine del big bang dell'universo, 
 e ne abbiamo molte prove 
 suggerisce che questo è davvero ... 
 sebbene questa prova provenga da momenti 
 dopo il big bang, a proposito, non il big bang stesso. 
 Ciò rimane misterioso. 
 È allora che lo spazio e il tempo avrebbero dovuto avere inizio. 
 Ma la cosmologia quantistica in loop, l'equivalente dell'universo 
 basato sulla gravità quantistica del ciclo dice 
 che non potrebbero esserci singolarità, 
 e forse, quindi, l'universo non inizia con il botto, 
 ma un rimbalzo. 
 In altre parole, potrebbe esserci stato un universo 
 prima che condensato, contratto, compresso, 

English: 
highly dense object, it
cannot be a singularity,
because quantum nature of
space won't allow that.
In actual fact, what
Abhay Ashtekar discovered
was an intriguing possibility.
We talk about the big bang
origin of the universe,
and we've got lots
of evidence that
suggests that that's indeed--
although that evidence
comes from moments
after the big bang, by the
way, not the big bang itself.
That remains mysterious.
That's when space and time
were supposed to have begun.
But loop quantum cosmology,
the universe equivalent
based on loop
quantum gravity says
that there could be
no singularities,
and maybe, therefore, the
universe begin not with a bang,
but a bounce.
In other words, there
may have been a universe
before that condensed,
contracted, compressed,

Italian: 
 e una volta che si è scontrato con l'ultimo indivisibile 
 quanto di spazio, rimbalzò. 
 Fatene quello che volete. 
 Tuttavia, la cosmologia quantistica a loop prevede 
 alcune cose interessanti. 
 Non credo che questo sarà in alcun modo definitivo. 
 E se vuoi sapere perché penso che, 
 Forse posso dirtelo più tardi. 
 Questa, a proposito, in fondo è un'immagine, probabilmente no 
 un'immagine familiare, della radiazione cosmica di fondo. 
 Ma quello che abbiamo tracciato qui è il quadrato 
 della variazione di temperatura con qualcosa 
 chiamata scala angolare. 
 Quindi immagina l'universo come una sfera, 
 e stiamo osservando angoli diversi lungo quella sfera. 
 Ora questi picchi che puoi vedere, tre di loro, 
 uno alto, e poi due di uguale misura, uguale altezza, 
 in realtà sono piuttosto caratteristici delle equazioni 

English: 
and once it ran up against
the ultimate indivisible
quantum of space, it bounced.
Make of that what you will.
However, loop quantum
cosmology does predict
some interesting things.
I don't think this will be
by any means definitive.
And if you want to
know why I think that,
I can maybe tell you later.
This, by the way, at the bottom
is a picture, probably not
a familiar picture, of the
cosmic background radiation.
But what we've got
plotted here is the square
of the temperature
variation with something
called angular scale.
So imagine the
universe as a sphere,
and we're looking at different
angles along that sphere.
Now these peaks that you
can see, three of them,
one tall one, and then two
of equal size, equal height,
they're actually quite
characteristic of the equations

Italian: 
 dell'idrodinamica. 
 E perché la radiazione cosmica di fondo 
 si è formato 380.000 anni dopo il big bang, 
 ha lasciato un'impronta di quello che stava succedendo 
 nell'universo in quel momento. 
 E queste sono onde sonore che rimbalzano avanti e indietro 
 nell'universo primordiale, onde acustiche. 
 Mi piace pensare che l'universo stesse cantando, o forse urlando. 
 [SCREAMING] 
 Lascio a te decidere. 
 Ma nota in questa immagine, una differenza. 
 Il modello standard della cosmologia del big bang 
 basato sulla relatività generale prevede un leggermente diverso 
 curva ad alta scala angolare. 
 La cosmologia quantistica ad anello prevede la curva inferiore. 
 E come puoi vedere, le barre di errore sui dati, 
 dati più recenti dal satellite Planck, 

English: 
of hydrodynamics.
And because the cosmic
background radiation
was formed 380,000 years
after the big bang,
it's left an imprint
of what was going
on in the universe at that time.
And what these are are sound
waves bouncing back and forth
in the early universe,
acoustic waves.
I like to think the universe
was singing, or maybe screaming.
[SCREAMING]
I leave you to decide.
But notice in this
picture, a difference.
The standard model
of big bang cosmology
based on general relativity
predicts a slightly different
curve at high angular scale.
Loop quantum cosmology
predicts the lower curve.
And as you can see, the
error bars on the data,
most recent data from
the Planck satellite,

Italian: 
 non ci permettono di poter fare una scelta in questa fase. 
 Ma quando, con le future missioni satellitari, 
 abbiamo l'equivalente del fingerprinting del DNA 
 a questa scala angolare alta, chi lo sa? 
 La mia sensazione è che non sarà definitiva 
 perché probabilmente sarà facile emergere 
 con una teoria che riprodurrà qualunque esperimento 
 dice, ma ehi. 
 Infine, forse ho dipinto un quadro 
 quello Smolin e Rovelli, non sono solo 
 grandi collaboratori scientifici, sono anche buoni amici. 
 Ma non prenderlo per significare che sono d'accordo su tutto. 
 In effetti, ho raccolto una bellissima frase, 
 Penso dalla moglie di Lee Smolin, penso, Dina. 
 Se entrambi siete d'accordo su tutto, allora uno di voi 
 sarebbe ridondante. 
 Che penso sia un modo bellissimo 
 forse è il modo per capire un matrimonio. 

English: 
don't allow us to be able to
make a choice at this stage.
But when, with future
satellite missions,
we have the equivalent
of DNA fingerprinting
at this high angular
scale, who knows?
My feeling is it
won't be definitive,
because it will probably
be easy to come up
with a theory that will
reproduce whatever experiments
says, but hey.
Finally, I have maybe
painted a picture
that Smolin and Rovelli,
they're not only
great scientific collaborators,
they're also good friends.
But don't take that to mean
they agree on everything.
In fact, I picked up
a beautiful phrase,
I think from Lee Smolin's
wife, I think, Dina.
If you both agreed about
everything, then one of you
would be redundant.
Which I think is
a beautiful way--
maybe it's the way to
understand a marriage.

English: 
I've said this approach
to quantum gravity
means we lose time.
It disappears from
the equations.
Carlo Rovelli-- again, you
might be familiar already
with his book, The
Order of Time--
has no problem with that.
Einstein had no problem
with that, by the way.
"One after another, the
characteristic features of time
have proved to be
approximations,
mistakes determined
by our perspective,
just like the
flatness of the Earth
or the revolving of the Sun.
The growth of our knowledge has
led to the slow disintegration
of our notion of time."
Ah, but Smolin doesn't agree.
He published a book a little
while ago called Time Reborn.
"I no longer believe
that time is unreal.
In fact, I have swung
to the opposite view.
Not only is time real, but
nothing we know or experience
gets closer to the
heart of nature
than the reality of time.
I believe that to make
sense of the universe,
we must embrace the reality
of time in a new way."
That comes with a
fairly hefty trade-off,
by the way, because
if time is real,

Italian: 
 Ho detto questo approccio alla gravità quantistica 
 significa che perdiamo tempo. 
 Scompare dalle equazioni. 
 Carlo Rovelli ... di nuovo, potresti già conoscerti 
 con il suo libro, The Order of Time - 
 non ha problemi con quello. 
 Einstein non ha avuto problemi con quello, comunque. 
 "Uno dopo l'altro, i tratti caratteristici del tempo 
 si sono rivelate approssimazioni, 
 errori determinati dalla nostra prospettiva, 
 proprio come la piattezza della Terra 
 o la rivoluzione del sole. 
 La crescita della nostra conoscenza ha portato alla lenta disintegrazione 
 della nostra nozione di tempo ". 
 Ah, ma Smolin non è d'accordo. 
 Ha pubblicato un libro poco fa intitolato Time Reborn. 
 "Non credo più che il tempo sia irreale. 
 In effetti, sono passato alla visione opposta. 
 Non solo il tempo è reale, ma niente che conosciamo o sperimentiamo 
 si avvicina al cuore della natura 
 rispetto alla realtà del tempo. 
 Credo che per dare un senso all'universo, 
 dobbiamo abbracciare la realtà del tempo in un modo nuovo ". 
 Ciò comporta un compromesso abbastanza pesante, 
 a proposito, perché se il tempo è reale, 

Italian: 
 allora lo spazio è un'illusione. 
 Quindi solo così lo sai. 
 Vi lascio con un paio di citazioni. 
 Probabilmente hai l'idea che io sia un grande fan di Einstein. 
 Tuttavia, una delle mie citazioni di Einstein preferite è questa. 
 "La realtà è un'illusione, anche se molto persistente." 
 Ma forse solo un po 'meglio di così 
 è il grande scrittore di fantascienza 
 Lo scrittore di fantascienza americano Philip K Dick 
 che una volta disse: "la realtà è quella che quando smetti di credere 
 in esso, non va via. " 
 Ora, se non ti dispiace uscire 
 attraverso il negozio di souvenir, dove credo che le copie di questo libro 
 sono disponibili. 
 Voglio cogliere questo ultimo momento 
 per dire un grande, grande grazie sia a Lee che a Carlo, 
 che stavano leggendo alle mie spalle 
 mentre scrivevo il manoscritto di questo libro. 
 Abbiamo terminato con una chiamata Skype 
 dove abbiamo chiacchierato insieme, guardato indietro 

English: 
then space is an illusion.
So just so you know.
I'll leave you with
a couple of quotes.
You've probably got the idea
that I'm a big fan of Einstein.
Still, one of my favourite
Einstein quotes is this one.
"Reality is an illusion,
albeit a very persistent one."
But maybe just a
little better than that
is the great science
fiction writer--
American science fiction
writer Philip K Dick
who once said, "reality is that
which when you stop believing
in it, doesn't go away."
Now, if you wouldn't
mind exiting
through the gift shop, where
I believe copies of this book
are available.
I do want to take
this last moment
to say a big, big thanks
to both Lee and Carlo,
who were reading
over my shoulder
while I wrote the
manuscript for this book.
We finished off
with a Skype call
where we chatted
together, looked back

Italian: 
 nella storia della collaborazione, 
 e guardavo un po 'al futuro. 
 E Lee ha citato un ragazzo di nome George Braque, che 
 ha lavorato con Pablo Picasso e ha aperto la strada al cubismo. 
 E Braque ha detto che era come essere legati insieme 
 su una montagna, e Lee pensa che sia un buon aforisma 
 per la propria collaborazione con Carlo Rovelli, 
 come essere legati insieme su una montagna. 
 Devo anche ringraziare queste brave persone, scienziati impegnati e impegnati 
 che hanno dedicato il loro tempo prezioso per leggere il manoscritto 
 e mi sono assicurato di non aver commesso troppi ululati, 
 i ragazzi della Oxford University Press who 
 ha contribuito a rendere il libro una realtà. 
 E puoi trovarmi sulla mia pagina web o seguirmi su Twitter. 
 Grazie mille. 
 [APPLAUSI] 

English: 
over the history
of collaboration,
and looked a little bit
forward to the future.
And Lee quoted a guy
called George Braque, who
worked with Pablo Picasso
and pioneered cubism.
And Braque said it was
like being roped together
on a mountain, and Lee
thinks that's a good aphorism
for his own collaboration
with Carlo Rovelli,
like being roped
together on a mountain.
I also have to thank these good
folks, busy, busy scientists
who gave of their valuable
time to read the manuscript
and made sure I hadn't
committed too many howlers,
the folks at Oxford
University Press who
helped make the book a reality.
And you can find me on my web
page or follow me on Twitter.
Thank you very much.
[APPLAUSE]
