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(3 Folgen)

Was Einstein nicht wusste

Status: 09.03.2006
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In dieser dreiteiligen Serie stellt der amerikanische Physiker Brian Greene seine Suche nach der "Theorie von Allem", der so genannten Weltformel vor. Es handelt sich in der Dokumentation um eine Fernsehadaptation von Greenes Bestseller "Das elegante Universum" (2000). Mit Spezialeffekten und perfekten Computerbildern, und dank seines meisterhaften Kommentars, macht der Theoretiker Greene die komplexesten naturwissenschaftlichen Theorien von Newton über Einstein bis zur String-Theorie, dessen führender Vertreter er ist, für den Zuschauer verständlich.
Dokumentationsreihe, Großbritannien 2004, ARTE F
Regie: Greene Brian
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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 Theoretisierung dar. Sie könnte unser Weltbild ebenso wie unser Leben revolutionieren. Zum ersten Mal in der Geschichte könnte es möglich sein, die Gesetze des unendlich Kleinen und des unendlich Großen 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.

ARTE strahlt die dreiteilige Dokumentationsreihe anlässlich des Einstein-Jahres 2005 aus. Am 6. Mai ab 22.30 Uhr zeigt ARTE außerdem einen Themenabend über Albert Einstein - den Erfinder der berühmtesten Formel der Menschheitsgeschichte.


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1

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.

Regie: Greene Brian     GB 2004 Zum Seitenanfang  Zum Seitenende ARTE   Mo, 07.03.2005 19:00    45/43 Min.      iFN: 3342  

Band 1127 1
2

Das vibrierende Universum

Die Dokumentation beginnt mit einer Kino-Szene, in der die Entstehung des Universums bis zum "Urknall" zurückverfolgt wird. Relativitätstheorie und Quantenmechanik - die beiden bisherigen Grundlagentheorien - kollidieren miteinander: Unser derzeitiges Weltmodell platzt. Hier tritt die Stringtheorie auf den Plan. Nach der Stringtheorie sind die kleinsten Objekte im Universum keine Punkte, sondern schwingende Energiestränge - so klein und komplex, dass sie mathematisch erst noch bezwungen werden müssen. 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 andere Elementarteilchen entstehen. Strings sind so winzig, dass nur ein bildhafter Vergleich ihre "Größe" beschreiben kann: Wären Strings so groß wie ein Baum, dann hätte ein einziges Atom die Größe des gesamten bekannten Universums. Und - so unvorstellbar klein sie auch sein mögen - sie sind die Grundlage für eine Vereinigung der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik. Die Stringtheorie bringt aber unsere Vorstellung von den vier bekannten Raum-Zeit-Dimensionen durcheinander, denn ihr zufolge muss das Universum aus mindestens zehn Dimensionen bestehen. Greene zeigt anschaulich, wie diese zusätzlichen Dimensionen ineinander gefaltet sein könnten, so dass wenigstens eine Ahnung dessen aufkommt, was sich die führenden Köpfe der Physik vorstellen. Zum Vergleich führt er 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 weiter, vibrieren in unglaublich winzigen Schwingungen. Diese Schwingungen sind letztlich dafür verantwortlich, dass unsere Welt so ist wie sie ist. In ihrem Eifer, die "Weltformel" endlich zu finden, schossen die Forscher aber weit über ihr Ziel hinaus: Fünf Theorien konkurrierten um Anerkennung, und das Chaos schien größer als zuvor. War die Stringtheorie damit womöglich passé? Wird es die "Weltformel", die "Theorie von Allem", doch nicht geben?
Regie: Greene Brian

Regie: Greene Brian     GB 2004 Zum Seitenanfang  Zum Seitenende ARTE   Di, 08.03.2005 19:00    45/44 Min.      iFN: 3343  

Band 1127 2
3

Willkommen in der 11. Dimension

1995 revolutionierte Edward Witten mit seinem Team vom Institute for Advanced Study in Princeton die Stringtheorie, indem er alle fünf Ansätze zu einer Theorie mit dem kryptischen Namen "M-Theorie" kombinierte. Diese Theorie geht von insgesamt elf Dimensionen aus. Durch die Hinzunahme einer 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 völlig neuem Licht. Witten beschreibt die Stringtheorie als "einen Teil der Physik des 21. Jahrhunderts, das sich ins 20. Jahrhundert verirrt hat". Diese Theorie ist der heutigen Experimentaltechnik so weit voraus, dass nicht nachgeprüft werdenkann, 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, der alles Bisherige in den Schatten stellt. 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 unser Weltbild ändern. Und wer weiß, was uns dann noch blüht.

Regie: Greene Brian     GB 2004 Zum Seitenanfang  Zum Seitenende ARTE   Mi, 09.03.2005 19:00    45/43 Min.      iFN: 3344  

Band 1127 3


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