Making sense of string theory | Brian Greene

Translator: Martin Polakovič Reviewer: Nora Hochlova

In the year 1919,

V roku 1919

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

v podstatne neznámy nemecký matematik menom Theodor Kaluza

suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.

navrhol veľmi odvážnu a v určitých smeroch veľmi podivnú teóriu.

Podľa jeho predstavy by náš vesmír

He proposed that our universe

might actually have more than the three dimensions

mohol mať v skutočnosti viac ako tri rozmery,

that we are all aware of.

ktoré všetci tak dobre poznáme.

Teda k doľava-doprava, dopredu-dozadu a hore-dolu

That is in addition to left, right, back, forth and up, down,

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

by mohli podľa Kaluzu existovať ďalšie priestorové dimenzie,

ktoré ale z nejakých dôvodov nevidíme.

that for some reason we don't yet see.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Keď niekto príde s odvážnou a podivnou myšlienkou,

je to niekedy všetko - odvážna a bizarná myšlienka,

sometimes that's all it is -- bold and bizarre,

nemajúca nič spoločné so svetom okolo nás.

but it has nothing to do with the world around us.

This particular idea, however --

Avšak táto konkrétna myšlienka -

although we don't yet know whether it's right or wrong,

- hoci ešte nevieme, či má pravdu alebo nie,

a na konci budeme hovoriť o experimentoch, ktoré, za niekoľko rokov,

and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,

môžu povedať či ju má alebo nie -

may tell us whether it's right or wrong --

- táto myšlienka mala veľký vplyv na fyziku 20. storočia

this idea has had a major impact on physics in the last century

a dodnes z nej vychádza mnoho výskumov, ktoré posúvajú hranice nášho poznania.

and continues to inform a lot of cutting-edge research.

Rád by som vám preto povedal niečo o príbehu týchto extra rozmerov.

So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.

So where do we go?

Takže, kde začneme?

Na začiatok sa presunieme do histórie, do roku 1907.

To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Je to rok, v ktorom si Einstein užíva slávu

of having discovered the special theory of relativity

za objav špeciálnej teórie relativity

and decides to take on a new project,

a rozhoduje sa pre nový projekt,

to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.

s cieľom plne pochopiť ohromnú silu gravitácie.

And in that moment, there are many people around

V tomto čase existovalo mnoho ľudí,

who thought that that project had already been resolved.

ktorí sa domnievali, že tento projekt už vyriešený bol.

Newton dal svetu teóriu gravitácie na konci 17.storočia;

Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s

that works well, describes the motion of planets,

Dobre fungujúcu teóriu popisujúcu pohyby planét,

pohyby Mesiaca a ďalších telies,

the motion of the moon and so forth,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

aj pohyb mýtických jabĺk padajúcich zo stromov

hitting people on the head.

a triafajúcich ľudí do hláv. Všetko toto sa dá opísať Newtonovou prácou.

All of that could be described using Newton's work.

But Einstein realized that Newton had left something out of the story,

Ale Einstein si uvedomil, že

Newton vo svojej teórii niečo vynechal:

because even Newton had written

pretože aj sám Newton napísal,

že hoci rozumie ako vypočítať efekt gravitácie,

that although he understood how to calculate the effect of gravity,

nie je schopný prísť na to, ako v skutočnosti funguje.

he'd been unable to figure out how it really works.

Ako je možné, že 93 miliónov míľ vzdialené Slnko

How is it that the Sun, 93 million miles away,

nejako ovplyvňuje pohyb Zeme?

[that] somehow it affects the motion of the Earth?

Ako slnko prekoná prázdny a nereagujúci priestor a realizuje svoj vplyv?

How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?

And that is a task to which Einstein set himself --

A to je úloha, na ktorej riešenie sa Einstein podujal -

to figure out how gravity works.

zistiť, ako gravitácia funguje.

And let me show you what it is that he found.

Ukážem vám, na čo prišiel.

Takže Einstein zistil, že

So Einstein found

that the medium that transmits gravity is space itself.

médium, ktoré prenáša gravitáciu, je samotný priestor.

The idea goes like this:

Myšlienka je takáto:

imagine space is a substrate of all there is.

predstavte si priestor ako substrát všetkého, čo je.

Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.

Einstein vyhlásil, že priestor je plochý, keď v ňom neexistuje hmota.

But if there is matter in the environment, such as the Sun,

Ale ak sa v ňom hmota nachádza, napríklad naše Slnko,

it causes the fabric of space to warp, to curve.

spôsobí, že sa štruktúra vesmíru pokriví, ohne sa.

And that communicates the force of gravity.

A toto ohnutie prenáša silu gravitácie.

Even the Earth warps space around it.

Dokonca i Zem ohýba priestor okolo seba.

Now look at the Moon.

Teraz sa pozrime na Mesiac.

The Moon is kept in orbit, according to these ideas,

Mesiac je držaný na obežnej dráhe podľa tejto myšlienky preto,

because it rolls along a valley in the curved environment

lebo sa kotúľa po stenách "údolia" v zakrivenom priestore,

ktorý Slnko, Mesiac a Zem vytvárajú svojou prítomnosťou.

that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.

We go to a full-frame view of this.

Teraz sa na to pozrieme z väčšej perspektívy.

The Earth itself is kept in orbit

Sama Zem je držaná na obežnej dráhe

because it rolls along a valley in the environment that's curved

pretože sa takisto kotúľa po stenách "údolia" v zakrivenom priestore,

because of the Sun's presence.

ktorý vytvára Slnko.

Toto je nová predstava o tom, ako gravitácia skutočne funguje.

That is this new idea about how gravity actually works.

Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.

Táto teória bola testovaná v roku 1919 astronomickými pozorovaniami.

It really works. It describes the data.

Je skutočne správna. Dáta súhlasia s pozorovaniami.

And this gained Einstein prominence around the world.

A tak získal Einstein celosvetové uznanie.

And that is what got Kaluza thinking.

A to isté inšpirovalo Kaluzove úvahy.

He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.

Podobne ako Einstein, aj on hľadal "teóriu všetkého".

That's one theory

Je to jedna teória,

that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,

ktorá by mala byť schopná popísať všetky prírodné sily jedným myšlienkovým postupom,

one set of principles, one master equation, if you will.

jednou sadou princípov, jednou majstrovskou rovnicou.

So Kaluza said to himself,

Takže Kaluza si povedal;

Einstein has been able to describe gravity

"Einstein bol schopný opísať gravitáciu

in terms of warps and curves in space --

v reči kriviek a záhybov priestoru" -

in fact, space and time, to be more precise.

- vlastne priestoru a času, aby sme boli presnejší.

Maybe I can play the same game with the other known force,

"Možno môžem hrať tú istú hru s inou známou silou,"

which was, at that time, known as the electromagnetic force --

ktorá bola v tom čase známa ako elektromagnetická -

we know of others today, but at that time

- dnes poznáme aj ďalšie, ale v tom čase

that was the only other one people were thinking about.

to bola jediná ďalšia, o ktorej ľudia uvažovali.

You know, the force responsible for electricity

Viete, tá sila zodpovedná za elektrinu,

and magnetic attraction and so forth.

magnetické priťahovanie a ďalšie.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Takže Kaluza povedal; "Možno môžem hrať tú istú hru

a opísať elektromagnetickú silu v termínoch kriviek a záhybov."

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

That raised a question: warps and curves in what?

To ale otvorilo otázku: Kriviek a záhybov v čom?

Einstein had already used up space and time,

Einstein už použil priestor a čas,

warps and curves, to describe gravity.

krivky a záhyby, na opis gravitácie.

There didn't seem to be anything else to warp or curve.

Nezdá sa, že by tu bolo ešte niečo iné, čo by sa dalo ohnúť či zvlniť.

So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.

Takže Kaluza vyhlásil; "Dobre, možno existuje viac rozmerov priestoru."

He said, if I want to describe one more force,

Povedal si: "Ak chcem opísať ďalšiu silu,

maybe I need one more dimension.

možno potrebujem ďalší rozmer."

So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,

Takže si predstavil, že svet má štyri priestorové dimenzie a nie tri,

and imagined that electromagnetism was warps and curves

a predstavil si, že elektromagnetizmus sú krivky a záhyby

in that fourth dimension. Now here's the thing:

v tejto štvrtej dimenzii. A teraz príde to hlavné:

when he wrote down the equations describing warps and curves

keď zapísal vzorce opisujúce krivky a záhyby

vo vesmíre so štyrmi dimenziami, nie tromi,

in a universe with four space dimensions, not three,

našiel staré rovnice, ktoré už Einstein odvodil pre tri dimenzie -

he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --

- tie pre gravitáciu -

those were for gravity --

but he found one more equation because of the one more dimension.

- ale našiel ešte jednu navyše, vďaka dimenzii navyše.

And when he looked at that equation,

A keď sa na túto rovnicu pozrel,

it was none other than the equation

bola to presne tá rovnica,

ktorú vedci už dlho poznali a ktorá opisovala elektromagnetickú silu.

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

Amazing -- it just popped out.

Úžasné - proste len tak vyskočila.

He was so excited by this realization

Bol touto týmto zistením tak nadšený,

that he ran around his house screaming, "Victory!" --

že behal po dome kričiac: "Víťazstvo!"

that he had found the unified theory.

- že objavil Teóriu všetkého.

Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.

Aby bolo jasné, Kaluza bol muž, ktorý bral teóriu veľmi vážne.

He, in fact --

On v skutočnosti -

there is a story that when he wanted to learn how to swim,

- existuje príbeh, že keď sa chcel naučiť plávať,

he read a book, a treatise on swimming --

prečítal si knihu, pojednanie o plávaní -

(Laughter)

(smiech)

-- then dove into the ocean.

- a potom sa ponoril do oceánu.

This is a man who would risk his life on theory.

Je to muž, ktorý by pre teóriu riskoval svoj život.

Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,

No pre tých z nás, ktorí sme trochu viac prakticky založení,

two questions immediately arise from his observation.

z jeho pozorovaní vyvstanú okamžite dve otázky.

Number one: if there are more dimensions in space, where are they?

Číslo jedna: Ak existuje v priestore viac dimenzií, kde sú?

We don't seem to see them.

Nezdá sa, že by sme ich videli.

And number two: does this theory really work in detail,

A číslo dva: Skutočne táto teória do detailov funguje,

when you try to apply it to the world around us?

keď sa ju pokúsime aplikovať na svet okolo nás?

Now, the first question was answered in 1926

Prvá otázka bolo zodpovedaná v roku 1926

by a fellow named Oskar Klein.

chlapíkom menom Oskar Klein.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Predpokladal, že dimenzie môžu existovať v dvoch variantoch -

there might be big, easy-to-see dimensions,

- môžu to byť veľké, ľahko viditeľné dimenzie,

but there might also be tiny, curled-up dimensions,

ale môžu tiež byť veľmi malé, stočené,

curled up so small, even though they're all around us,

stočené tak veľmi, že aj keď sú všade okolo nás,

that we don't see them.

nevidíme ich.

Let me show you that one visually.

Ukážem vám to vizuálne

So, imagine you're looking at something

Predstavte si, že sa dívate na niečo

like a cable supporting a traffic light.

ako kábel držiaci semafor.

It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --

Je to na Manhattane. Ste v Central parku - čo nie je podstatné -

but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,

ale kábel vyzerá zo vzdialeného uhla pohľadu ako jednorozmerný,

but you and I all know that it does have some thickness.

hoci ja aj vy všetci vieme, že má nejakú hrúbku.

It's very hard to see it, though, from far away.

Je to však z diaľky veľmi ťažko vidieť.

But if we zoom in and take the perspective of, say,

Ale keď sa priblížime a pozrieme naň s pohľadu, povedzme,

a little ant walking around --

malého mravca idúceho okolo -

little ants are so small that they can access all of the dimensions --

- mravce sú tak malé, že majú prístup k obom dimenziám -

the long dimension,

- dimenzii dĺžky,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

ale tiež k smeru po a proti pohybu hodinových ručičiek.

And I hope you appreciate this.

A dúfam, že to oceňujete.

It took so long to get these ants to do this.

Trvalo hrozne dlho k tomu tie mravce prinútiť.

(Laughter)

(smiech)

But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:

Ale znázorňuje to fakt, že dimenzie môžu byť dvoch druhov:

big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us

veľké a malé. A tá myšlienka teda je, že možno veľké dimenzie okolo nás

are the ones that we can easily see,

sú tie, ktoré dokážeme ľahko vidieť,

but there might be additional dimensions curled up,

ale môžu tu byť ďalšie zvinuté dimenzie

sort of like the circular part of that cable,

typu prierezu vyššie spomínaného kábla,

so small that they have so far remained invisible.

ktoré sú tak malé, že dodnes zostali neviditeľné.

Let me show you what that would look like.

Ukážem vám, ako by to mohlo vyzerať.

So, if we take a look, say, at space itself --

Takže, ak sa pozrime, povedzme, na samotný priestor.

I can only show, of course, two dimensions on a screen.

Dokážem samozrejme na obrazovke ukázať iba 2 dimenzie.

Some of you guys will fix that one day,

Niektorí z vás to jedného dna napravia,

but anything that's not flat on a screen is a new dimension,

ale všetko, čo na obrazovke nie je ploché, je nová dimenzia

goes smaller, smaller, smaller,

čoraz menšia a menšia,

and way down in the microscopic depths of space itself,

a hlboko, hlboko v mikroskopických rozmeroch samotného priestoru -

this is the idea,

- to je tá myšlienka -

you could have additional curled up dimensions --

môžte mať ďalšie zvinuté dimenzie -

here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.

to je ten malý tieň krúžku; tak malý, že ho nevidíme.

But if you were a little ultra microscopic ant walking around,

Ale keby ste boli ultramalý mikroskopický mravec idúci okolo,

you could walk in the big dimensions that we all know about --

mohli by ste kráčať vo veľkých dimenziách, ktoré všetci poznáme -

that's like the grid part --

to je tá časť, ktorá vyzerá ako mriežka -

but you could also access the tiny curled-up dimension

ale mohli by ste tiež dosiahnuť tú malú zvinutú dimenziu,

ktorá je tak malá, že ju nedokážeme vidieť voľným okom

that's so small that we can't see it with the naked eye

or even with any of our most refined equipment.

ale dokonca ani s našou najlepšou technikou.

Ale hlboko zastrčené v štruktúre samotného vesmíru,

But deeply tucked into the fabric of space itself,

the idea is there could be more dimensions, as we see there.

by podľa tejto teórie mohli byť ďalšie dimenzie.

Now that's an explanation

Takže to je vysvetlenie,

about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.

ako môže mať vesmír viac dimenzií ako tie, ktoré vidíme.

But what about the second question that I asked:

Ale čo tá druhá otázka, ktorú som položil:

does the theory actually work

Skutočne táto teória funguje,

ak sa ju pokúsime použiť na reálny svet?

when you try to apply it to the real world?

Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others

No, ukazuje sa, že Einstein, Kaluza a mnohí ďalší

worked on trying to refine this framework

sa ju pokúšali zdokonaliť

and apply it to the physics of the universe

a použiť na fyziku vesmíru,

ktorá bola známa v ich čase a - v detailoch - to nefungovalo.

as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.

In detail, for instance,

Konkrétne, napríklad

they couldn't get the mass of the electron

nedokázali vypočítať hmotnosť elektrónu tak,

to work out correctly in this theory.

aby im v rámci teórie vychádzali správne výsledky.

So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,

Pracovalo na tom veľmi veľa ľudí, no v 40-tich a zreteľne v 50-tich rokoch minulého storočia

this strange but very compelling idea

sa táto zvláštna a podnecujúca myšlienka

of how to unify the laws of physics had gone away.

ako zjednotiť zákony fyziky postupne vytratila.

Until something wonderful happened in our age.

Až kým sa v súčasnosti nestalo niečo úžasného.

In our era, a new approach to unify the laws of physics

V našej dobe sa objavil nový prístup k zjednoteniu zákonov fyziky,

is being pursued by physicists such as myself,

na ktorom pracujú fyzici ako som ja,

many others around the world,

a mnohí ďalší na celom svete.

it's called superstring theory, as you were indicating.

Volá sa teória superstrún, ako som už naznačil.

And the wonderful thing is that superstring theory

A nádherná vec je, že táto teória superstrún

has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,

nemá na prvý pohľad nič spoločné s myšlienkou viacerých dimenzií;

but when we study superstring theory,

ale keď teóriu superstrún skúmame,

we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.

zisťujeme, že oživuje tento nápad v novej , iskrivej forme.

So, let me just tell you how that goes.

Nechajte ma to vysvetliť.

Superstring theory -- what is it?

Teória superstrún - čo to je?

Well, it's a theory that tries to answer the question:

Je to teória, ktorá sa pokúša odpovedať na otázku:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

čo je základnou, fundamentálnou, nedeliteľnou zložkou,

making up everything in the world around us?

ktorá vytvára všetko okolo nás?

The idea is like this.

Myšlienka je takáto:

Predstavme si, že sa dívame na známy predmet, povedzme sviečku v svietniku,

So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,

a predstavujeme si, že chceme zistiť, z čoho sa skladá.

and imagine that we want to figure out what it is made of.

So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.

Takže sa vydáme na cestu hlboko do tohto predmetu a preskúmame jeho zložky.

So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.

Hlboko vo vnútri - všetci vieme, už sme sa tam dostali - máme atómy.

We also all know that atoms are not the end of the story.

Takisto všetci vieme, že atómy nie sú koniec príbehu.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Majú drobné elektróny, ktoré sa hmýria okolo centrálneho jadra

z neutrónov a protónov.

with neutrons and protons.

Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.

Dokonca neutróny a protóny sa skladajú z menších častíc, známych ako kvarky.

That is where conventional ideas stop.

To je miesto, kde končia štandardné teórie.

Here is the new idea of string theory.

A začína tu nová myšlienka teórie strún.

Deep inside any of these particles, there is something else.

Hlboko vo vnútri každej z týchto častíc je ešte niečo.

To niečo je tancujúce vlákno energie.

This something else is this dancing filament of energy.

Vyzerá ako vibrujúca struna -

It looks like a vibrating string --

- preto sa teória volá teória strún.

that's where the idea, string theory comes from.

And just like the vibrating strings that you just saw in a cello

A podobne ako vibrujúce struny, ktoré vidíte na base,

can vibrate in different patterns,

dokážu vibrovať v rôznych vzoroch,

these can also vibrate in different patterns.

tieto tiež dokážu vibrovať v rôznych vzoroch.

Nevytvárajú však rôzne tóny.

They don't produce different musical notes.

Vytvárajú rôzne častice, ktoré tvoria svet okolo nás.

Rather, they produce the different particles making up the world around us.

So if these ideas are correct,

Takže ak sú tieto teórie správne,

this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.

takto vyzerá ultra-mikroskopická krajina nášho vesmíru.

It's built up of a huge number

Skladá sa z obrovského množstva

of these little tiny filaments of vibrating energy,

týchto malých tenkých vlákien vibrujúcej energie,

vibrating in different frequencies.

chvejúcich sa v rôznych frekvenciách.

The different frequencies produce the different particles.

Rôzne frekvencie vytvárajú rôzne častice.

The different particles are responsible

Rôzne častice sú zodpovedné

for all the richness in the world around us.

za všetku tú pestrosť sveta okolo nás.

And there you see unification,

A tu vidíte zjednotenie,

because matter particles, electrons and quarks,

pretože hmotné častice, elektróny a kvarky,

vlnové častice, fotóny a gravitóny, všetky tvorí to isté.

radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.

So matter and the forces of nature all are put together

Takže hmota a prírodné sily sú spoločne začlenené

under the rubric of vibrating strings.

do množiny vibrujúcich strún.

And that's what we mean by a unified theory.

A to je to, čo si predstavujeme pod "teóriou všetkého".

Now here is the catch.

Je v tom ale háčik.

When you study the mathematics of string theory,

Keď skúmate matematiku teórie strún,

you find that it doesn't work

zistíte, že nefunguje

vo vesmíre, ktorý má iba tri dimenzie.

in a universe that just has three dimensions of space.

Nefunguje vo vesmíre, ktorý ich má štyri, päť ani šesť.

It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.

Finally, you can study the equations, and show that it works

Môžete preskúmať rovnice a nakoniec sa ukáže, že fungujú

iba vo vesmíre, ktorý má 10 priestorových dimenzií

only in a universe that has 10 dimensions of space

and one dimension of time.

a jednu dimenziu času.

It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --

To nás vedie priamo späť k myšlienke Kaluzu a Kleina -

že náš svet, keď je správne popísaný,

that our world, when appropriately described,

má viac dimenzií ako tie, ktoré vidíme.

has more dimensions than the ones that we see.

Now you might think about that and say, well,

Teraz o tom môžete premýšľať a povedať:

Dobre, možno tu sú nejaké ďalšie dimenzie a možno sú skutočne veľmi zvinuté,

OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,

yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.

možno ich neuvidíme, pretože naozaj primalé.

Ale možno existuje malá civilizácia drobných zelených ľudkov kráčajúcich niekde tam dole,

But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,

and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.

dostatočne malá, aby sme ju nevideli. To je pravda.

Jedna z ďalších predpovedí teórie strún ---

One of the other predictions of string theory --

no, that's not one of the other predictions of string theory.

nie, to nie je jedna z ďalších predpovedí teórie strún.

(Laughter)

(smiech)

But it raises the question:

Ale vyvoláva otázku:

are we just trying to hide away these extra dimensions,

snažíme sa tieto extra dimenzie len odhaliť,

or do they tell us something about the world?

alebo nám niečo hovoria o svete?

In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.

V zostávajúcom čase by som vám rád povedal o ich dvoch vlastnostiach.

First is, many of us believe that these extra dimensions

Po prvé; mnoho z nás verí, že tieto extra dimenzie

obsahujú odpoveď na možno najzákladnejšiu otázku

hold the answer to what perhaps is the deepest question

in theoretical physics, theoretical science.

teoretickej fyziky, teoretickej vedy.

And that question is this: when we look around the world,

A tou otázkou je: keď sa pozrieme na svet okolo nás,

as scientists have done for the last hundred years,

ako to vedci robili posledných sto rokov,

there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.

ukazuje sa, že existuje cca 20 čísiel, ktoré ho skutočne popisujú.

These are numbers like the mass of the particles,

Sú to čísla ako hmotnosť častíc,

ako sú elektróny a kvarky, sila gravitácie,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

the strength of the electromagnetic force --

sila elektormagnetizmu -

a list of about 20 numbers

- zoznam približne 20 čísiel,

that have been measured with incredible precision,

ktoré boli odmerané s neuveriteľnou presnosťou,

but nobody has an explanation

ale nikto nemá vysvetlenie

prečo tieto čísla majú také hodnoty ako majú.

for why the numbers have the particular values that they do.

Now, does string theory offer an answer?

Ponúka teória strún odpoveď?

Not yet.

But we believe the answer for why those numbers have the values they do

Zatiaľ nie.

Ale veríme, že odpoveď prečo sú tie čísla také aké sú

môže mať súvis s formou tých extra dimenzií.

may rely on the form of the extra dimensions.

A úžasná vec je, že ak by tieto čísla

And the wonderful thing is, if those numbers

had any other values than the known ones,

mali iné hodnoty ako tie, ktoré majú,

vesmír tak, ako ho poznáme, by neexistoval.

the universe, as we know it, wouldn't exist.

To je zásadná otázka.

This is a deep question.

Why are those numbers so finely tuned

Prečo sú tieto hodnoty tak jemne vyladené

to allow stars to shine and planets to form,

aby umožňovali svietiť hviezdam a vznik planét,

when we recognize that if you fiddle with those numbers --

keď sme zistili, že ak sa s týmito hodnotami hráme -

if I had 20 dials up here

keby som tu mal 20 číslic

and I let you come up and fiddle with those numbers,

a nechal vás sa s nimi pohrať,

almost any fiddling makes the universe disappear.

takmer akákoľvek ich zmena by spôsobila, že vesmír by sa rozplynul.

So can we explain those 20 numbers?

Tak ako dokážeme vysvetliť tých 20 čísiel?

And string theory suggests that those 20 numbers

Teória strún navrhuje, že týchto 20 čísel

have to do with the extra dimensions.

má čosi spoločné s dimenziami navyše.

Let me show you how.

Ukážem vám, ako.

So when we talk about the extra dimensions in string theory,

Keď hovoríme o viacerých dimenziách v teórii strún,

it's not one extra dimension,

nie je to jedna dimenzia navyše,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

ako u starších predstáv Kaluzu a Kleina.

This is what string theory says about the extra dimensions.

Teória strún hovorí o dimenziách navyše toto:

They have a very rich, intertwined geometry.

Majú veľmi bohatú, prepletenú geometriu.

This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --

Toto je príklad niečoho, čo voláme Calabiho-Youov tvar;

name isn't all that important.

názov nie je dôležitý.

But, as you can see,

Ale ako vidíte,

dimenzie navyše sa prekladajú

the extra dimensions fold in on themselves

a preplietajú do veľmi zaujímavého tvaru, zaujímavej štruktúry.

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,

A tá myšlienka je, že ak tie dimenzie navyše vyzerajú nejako takto,

potom mikroskopický povrch nášho vesmíru všade okolo nás,

then the microscopic landscape of our universe all around us

bude na tej najmenšej úrovni vyzerať tiež nejako takto.

would look like this on the tiniest of scales.

When you swing your hand,

Keď mávnete rukou,

you'd be moving around these extra dimensions over and over again,

budete ňou hýbať okolo týchto dimenzií znovu a znovu,

but they're so small that we wouldn't know it.

no oni sú tak maličké, že o tom nebudeme vedieť.

So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?

Takže aký to teda má vzťah k týmto 20 číslam?

Consider this. If you look at the instrument, a French horn,

Zvážte toto. Ak sa pozriete na hudobný nástroj, lesný roh,

notice that the vibrations of the airstreams

všimnete si, že vibrácie vzdušných prúdov

sú ovplyvnené tvarom tohto nástroja.

are affected by the shape of the instrument.

Now in string theory,

No a v teórii strún

sú všetky tieto čísla odrazom toho, ako môžu struny vibrovať.

all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.

So just as those airstreams

Takže rovnako ako vzdušné prúdy

are affected by the twists and turns in the instrument,

sú ovplyvňované skrútením a ohybmi nástroja,

strings themselves will be affected

struny samotné budú ovplyvnené

by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.

vibračnými vzormi v geometrii, v ktorej sa pohybujú.

So let me bring some strings into the story.

Takže mi dovoľte priviesť nejaké struny na pódium.

And if you watch these little fellows vibrating around --

A ak sledujete vibrovanie týchto malých drobcov -

they'll be there in a second -- right there,

- budú tu za sekundu - práve tu,

všimnete si, že spôsob ako vibrujú je ovplyvnený

notice that they way they vibrate is affected

by the geometry of the extra dimensions.

geometriou extra dimenzií.

So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --

Takže keď presne vieme ako tie extra dimenzie vyzerajú -

we don't yet, but if we did --

- zatiaľ to nevieme, ale keby sme vedeli -

we should be able to calculate the allowed notes,

- mali by sme byť schopní vypočítať možné noty,

the allowed vibrational patterns.

možné vibračné vzorce.

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

A ak budeme vedieť vypočítať možné vibračné vzorce,

we should be able to calculate those 20 numbers.

mali by sme byť schopní vypočítať tých 20 čísiel.

And if the answer that we get from our calculations

A keď odpoveď, ktorú z našich výpočtov dostaneme

agrees with the values of those numbers

bude súhlasiť s hodnotami týchto čísiel,

that have been determined

ktoré sme zistili

through detailed and precise experimentation,

detailnými a precíznymi experimentmi,

this in many ways would be the first fundamental explanation

to bude v mnohých ohľadoch prvé fundamentálne vysvetlenie,

for why the structure of the universe is the way it is.

prečo je štruktúra vesmíru taká, aká je.

Now, the second issue that I want to finish up with is:

Druhý problém, ktorý chcem týmto spôsobom vyriešiť je:

how might we test for these extra dimensions more directly?

Ako môžeme testovať tieto extra dimenzie priamejšie?

Is this just an interesting mathematical structure

Je to iba zaujímavý matematický konštrukt,

that might be able to explain

ktorý by mohol byť schopný vysvetliť

some previously unexplained features of the world,

niektoré predtým nevysvetliteľné vlastnosti sveta,

alebo môžme skutočne priamo tieto extra dimenzie študovať?

or can we actually test for these extra dimensions?

A myslíme si - a to je podľa mňa veľmi vzrušujúce -

And we think -- and this is, I think, very exciting --

that in the next five years or so we may be able to test

že v nasledujúcich cca piatich rokoch by sme mohli byť schopní testovať

for the existence of these extra dimensions.

existenciu týchto extra dimenzií.

Robí sa to takto. V CERNe, v Ženeve vo Švajčiarsku,

Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

sa stavia stroj, ktorý sa nazýva Large Hadron Collider.

Je to stroj, ktorý bude vysielať častice tunelom,

It's a machine that will send particles around a tunnel,

opposite directions, near the speed of light.

v protismere, rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.

Every so often those particles will be aimed at each other,

Tieto častice budú mieriť na seba,

takže dôjde k ich vzájomnej kolízii.

so there's a head-on collision.

The hope is that if the collision has enough energy,

Dúfame, že ak táto kolízia bude mať dostatočnú energiu,

môže vyvrhnúť nejaké trosky

it may eject some of the debris from the collision

from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.

z našich dimenzií a prinútiť ich vstúpiť do iných.

How would we know it?

Ako to budeme vedieť?

Zmeriame množstvo energie po kolízií,

Well, we'll measure the amount of energy after the collision,

porovnáme ho s množstvom energie pred ňou,

compare it to the amount of energy before,

a keď bude po kolízii menej energie ako pred ňou,

and if there's less energy after the collision than before,

bude to dôkaz, že energia niekam unikla.

this will be evidence that the energy has drifted away.

And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,

A keď ten únik bude v určitej forme, ktorú dokážeme vypočítať,

bude to dôkaz, že tam niekde sú extra dimenzie.

this will be evidence that the extra dimensions are there.

Ukážem vám tú myšlienku vizuálne.

Let me show you that idea visually.

Takže si predstavme, že máme určitý druh častice, známej ako gravitón -

So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --

that's the kind of debris we expect to be ejected out,

- to je druh trosiek, o ktorých predpokladáme, že budú vyvrhnuté,

if the extra dimensions are real.

ak sú extra dimenzie skutočné.

No tu je ako experiment bude prebiehať.

But here's how the experiment will go.

You take these particles. You slam them together.

Vezmete tieto častice. Narazíte nimi o seba.

You slam them together, and if we are right,

Narazíte nimi o seba, a ak máme pravdu,

some of the energy of that collision

časť energie z tejto kolízie

will go into debris that flies off into these extra dimensions.

skončí v troskách, ktorý "utečie" do extra dimenzií.

So this is the kind of experiment

Takže toto je druh experimentu,

that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.

na ktorý sa budeme dívať najbližších 5, 7 či 10 rokov.

And if this experiment bears fruit,

A ak tento experiment prinesie svoje ovocie,

if we see that kind of particle ejected

keď uvidíme vyvrhnutý tento typ častice

a pritom zachytíme, že je v našich dimenziách menej energie

by noticing that there's less energy in our dimensions

than when we began,

ako keď sme s ním začali,

this will show that the extra dimensions are real.

to dokáže, že extra dimenzie sú skutočné.

And to me this is a really remarkable story,

A pre mňa je toto skutočne mimoriadny príbeh,

and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --

a mimoriadna príležitosť. Pre Newtona bol absolútny priestor

ničím iným, iba javiskom

didn't provide anything but an arena, a stage

in which the events of the universe take place.

na ktorom sa odohrávali udalosti vesmíru.

Einstein comes along and says,

Šiel okolo Einstein a povedal,

well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.

priestor a čas sa môžu ohýbať a krútiť - to je gravitácia.

And now string theory comes along and says,

A teraz prichádza teória strún a hovorí,

áno, gravitácia, kvantová mechanika, elektromagnetizmus,

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

všetko v jednom balíku,

all together in one package,

ale iba ak má vesmír viac dimenzií ako tie, ktoré vidíme.

but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.

And this is an experiment that may test for them in our lifetime.

A toto je experiment, ktorý to môže potvrdiť ešte počas našich životov.

Amazing possibility.

Úžasná možnosť.

Thank you very much.

Ďakujem vám!

(Applause)

(potlesk)