43% The Elegant Universe
Das Elegante Universum
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S01E03 - "Willkommen in der 11. Dimension"
Ausgestrahlt am Nov 4, 2003, 5:00 PM
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Serie beendet
Beschreibung
Episoden (1 Staffel · 3 Episoden)
Einsteins Traum
Der erste Teil ist eine Einführung in die String-Theorie. Zunächst werden die Grenzen der modernen Physik aufgezeigt, die mit ihren beiden unvereinbaren Grundtheorien in eine Sackgasse geraten ist: Zwar eignet sich die allgemeine Relativitätstheorie hervorragend für die Erklärung der großen Erscheinungen im Kosmos wie Sterne und Galaxien, doch die kleinen wie Atome und Elementarteilchen folgen völlig anderen Gesetzen: denen der so genannten Quantenmechanik. Albert Einstein, der Begründer der Relativitätstheorie, scheiterte in seinem Versuch, beide Lehren in einer allumfassenden Theorie zur Darstellung sämtlicher Kräfte und Gesetze der Natur zu vereinigen. Der Konflikt zwischen Relativitätstheorie und Quantenmechanik lähmte lange Zeit die wissenschaftliche Nachwelt - bis zur Entdeckung der String-Theorie, die die Anwärterin für die letzte, große Theorie ist, mit deren Hilfe alle Kräfte beschrieben werden können. Albert Einstein hatte mit seiner Relativitätstheorie den Anspruch, alle Naturgesetze zu begreifen, was eine Revolution unseres Verständnisses vom Universum bedeutete. Auf dieser Theorie aufbauend stellt heute, ein Jahrhundert später, die String-Theorie die Avantgarde der naturwissenschaftlichen Theorien dar. Sie könnte unser Weltbild ebenso wie unser Leben revolutionieren. Zum ersten Mal in der Geschichte könnte es möglich sein, die Gesetze des Mikro- und Makrokosmos in einer einzigen physikalischen Theorie zu vereinen. Brian Greene beschreibt in seiner Dokumentation ausführlich die Etappen, die zum heutigen Wissensstand in der Physikforschung geführt haben: Angefangen bei einer Formel, die vor 200 Jahren in einer Schublade vergessen wurde, über die Atomkernspaltung, die Einblick in die Entstehung des Universums vermittelt hat, bis hin zur Quantenmechanik. Klar und einfach, elegant und anschaulich stellt Brian Greene die Elemente der Natur und deren Zusammenwirken dar.
Oct 28, 2003
60 Min.
Das vibrierende Universum
Die Dokumentation beginnt mit einer Kino-Szene, in der die Entstehung des Universums bis zum Urknall zurückverfolgt wird. Die beiden bisherigen Grundlagentheorien, Relativitätstheorie und Quantenmechanik, kollidieren miteinander und stellen das derzeitige Weltbild in Frage. Die String-Theorie tritt auf den Plan, nach der die kleinsten Objekte im Universum keine Punkte, sondern schwingende Energiestränge sind. Brian Greene beschreibt die abenteuerliche Entwicklung von einer 200 Jahre lang vergessenen mathematischen Formel zu den ersten Ideen von messtechnisch nicht nachweisbaren Energiesträngen, aus denen Quarks, Elektronen, Photonen und anderen Elementarteilchen entstehen. Für ein besseres Verständnis hilft es, sich die Strings so groß wie ein Baum vorzustellen. Jedes Atom hätte im vergleich dazu die Größe eines Universums. Durcheinander bringt die String-Theorie auch die Vorstellung von den vier Dimensionen von Raum und Zeit, denn ihr zufolge muss das Universum aus mindestens zehn Dimensionen bestehen. Greene zeigt, wie diese zusätzlichen Dimensionen ineinander gefaltet sein könnten und führt zum Vergleich ein Stromkabel an. Dieses wirkt von weitem wie eine gerade Strecke. Eine Ameise wird beim Hineinschlüpfen jedoch eine weitere, runde Dimension entdecken: Den Kreisumfang, der für das Auge nicht sichtbar ist. Die Strings, so die Theorie, vibrieren in unglaublich winzigen Schwingungen, die letztlich für die Existenz der Erde verantwortlich sind.
Oct 28, 2003
60 Min.
Willkommen in der 11. Dimension
Edward Witten und sein Team vom Institute for Advanced Study in Princeton revolutionierten 1995 die Stringtheorie, indem Witten alle fünf Ansätze zu einer Theorie mit dem kryptischen Namen M-Theorie kombinierte. Diese Theorie geht von insgesamt elf Dimensionen aus. Durch die Hinzunahme der elften Dimension nehmen die Strings jetzt neue, teilweise gigantische Formen an, so genannte Membranen oder Branen - und machen Paralleluniversen denkbar. Was bisher als Sciencefiction galt, ist kein Hirngespinst mehr. Und die scheinbar schwache Gravitationskraft erscheint in neuem Licht. Witten beschreibt die Stringtheorie als einen Teil der Physik des 21. Jahrhunderts, das sich ins 20. Jahrhundert verirrt habe. Diese Theorie ist der heutigen Experimentaltechnik so weit voraus, dass nicht nachgeprüft werden kann, ob Strings reale Teilchen sind oder nur einem überaus kreativen Hirn entspringen. Im europäischen Kernforschungszentrum CERN an der französisch-schweizerischen Grenze entsteht derzeit der weltweit größte Teilchenbeschleuniger. Hier sollen demnächst einige der Vorhersagen der Stringtheorie überprüft werden. Die Suche nach dem mysteriösen Graviton - einem subatomaren Teilchen, das die Gravitation vermittelt - gehört zu den spannendsten Aufgaben der modernen Experimental- und Kernphysik. Wird es gefunden, so wird sich womöglich das Weltbild ändern.
Nov 4, 2003
60 Min.