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Steini: Quantenphysik und Kosmologie

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    Engel: Also willkommen zu dieser Sternstunde.
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    Schön, dass ihr alle so zahlreich hier seid.
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    Das Universum: so groß, so weit und
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    so unendlich schräg.
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    Und wie schräg das ist, das erzählt uns
    gleich Steini.
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    Steini ist schon beim CCC seit geschätzt
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    so ungefähr für immer;
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    hat mal irgendwann Mathematik und Physik studiert,
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    ist aber eigentlich gar kein richtiger Mathematiker
    und Physiker,
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    kann aber richtig gut über's Universum reden.
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    Also, wir freuen uns ganz doll, Steini heute
    zu begrüßen.
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    Steini: lacht
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    Macht es euch gemütlich, lehnt euch zurück,
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    spitzt die Ohren und
    einen herzlichen Applaus für Steini!
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    Applaus
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    Ja, wow, vielen Dank! Sind das viele Leute!
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    Ich bin beeindruckt. Ich dachte, es kommen
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    nur 20, 30, aber okay. Das ist das Universum
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    die Quantenphysik. Da will ich euch heute
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    mitnehmen auf eine Reise.
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    Erstmal in die Vergangenheit, vielleicht
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    auch zunächst mal in die Vergangenheit der
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    Wissenschaft, vielleicht so ein bisschen,
    der Physik.
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    Weil wenn man versucht - ich glaube zumindest
    -
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    wenn man versucht, Laien, blutigen Anfängern
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    Quantenphysik näher zu bringen, dann braucht
    es
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    wenigstens so ein bisschen eine Voraussetzung
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    wissenschaftlicher Art.
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    Das heißt, ihr müsst ein bisschen verstehen,
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    wie Wissenschaft funktioniert.
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    Ganz früher, Aristoteles und so, da war Physik
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    in erster Linie, also die Naturwissenschaften
    und Philosophie
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    so ungefähr das gleiche. Da bestand das Universum
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    aus vier Elementen: Feuer, Wasser, Erde, Luft.
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    Alles war relativ einfach und damals hat
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    man sich schon gestritten um die Frage:
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    was ist denn das mit dem Licht?
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    Wenn wir von Quanten reden, dann meint man
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    ja oft Lichtquanten. Es gibt noch andere,
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    aber davon später. Aber das Licht ist irgendwie
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    eine elementare Sache.
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    Die alten Griechen dachten, das Licht geht
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    vom Auge aus - deshalb heißt es auch Augenlicht
    -
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    und es wird in die Welt hinein geworfen und
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    deshalb ist sie beleuchtet und man kann was
    sehen.
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    Und das geht unendlich schnell.
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    Das merkt man ja daran, dass wenn ich die
    Augen zumache
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    und mach sie wieder auf, ist alles sofort
    da.
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    Also es vergeht keine Zeit.
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    Das heißt öhh geil, Licht ist unendlich
    schnell, prima.
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    So und das hat sich relativ lange gehalten
    diese Ansicht,
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    es gab auch Kritiker dieser Ansicht, die konnten
    sich nicht durchsetzen,
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    weil sowas wie Wissenschaftliche Arbeit,
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    nach nachvollziehbaren, reprduzierbaren Kriterien,
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    dass war nicht so richtig üblich zu dieser
    Zeit.
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    Das war im Mittelalter jetzt nicht viel Einfacher,
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    da kam die Kirche mit ihren Ansichten dazu
    und wollte
  • 3:02 - 3:04
    möglichst viel von dem verhindern was den
    Menschen
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    die Augen hätte öffnen können.
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    Licht hin oder her.
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    Bis dann, wir sind jetzt so im Jahr 1672,
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    Ole - Ole Rømer -, olle Ole, dänischer Astronom
    versuchte,
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    dass war so - Gallileo hatte irgendwie Fernrohre
    gebaut
  • 3:24 - 3:27
    und hatte gerade einen florierenden Fernrohrhandel
    -
  • 3:27 - 3:30
    und Ole Rømer versuchte jetzt ein Problem
    zu lösen.
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    Nämlich das Problem mit der Zeit.
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    Wie kann man die Zeit richtig, sauber, genau
    Messen?
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    Wenn man keine Uhr hat, also keine Uhr hat
    die wirklich
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    genau genug ist.
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    Desswegen hat er - und da war er nicht der
    erste -
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    da gab es andere vor Ihm auch schon.
  • 3:43 - 3:46
    Da hat er sich die Planeten angeschaut.
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    Wir sind in einer Zeit in der man gerade so
    wusste,
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    eigentlich hätte wissen können - viele wollten
    das gerne
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    verneinen, noch - das die Erde eine Kugel
    ist und
  • 3:55 - 3:56
    um die Sonne kreiselt.
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    Und das da noch andere Planeten rum kreiseln.
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    Und Ole Rømer hat sich jetzt Jupiter angeschaut
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    und geguckt wie die Monde um den Jupiter eiern
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    und dass die das ja rythmisch tun und das
    ist ja eine tolle Uhr.
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    Und wenn man diese Uhr nur genau genug verstehen
    könnte,
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    dann hätte man eine sehr genaue Uhr.
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    Damit könnte man jetzt also auch längen
    Grade
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    auf der Erde, man könnte wissen wo man ist,
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    wenn man eine genaue Uhr hat.
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    So hat er sich das gedacht und hat dann eine
    Tabelle gemacht
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    und da hat er dann reingeschrieben
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    wann diese Monde
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    hinter dem Jupiter verschwinden.
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    Und diese Tabelle hat er viele Monde lang
    gemacht
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    und festgestellt - Scheiße -
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    je nach Jahreszeit, unserer Jahreszeit,
  • 4:31 - 4:32
    ist das Unterschiedlich.
  • 4:32 - 4:34
    Wie kann den das sein?
  • 4:34 - 4:36
    Dann hat er sich gedanken drum gemacht
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    und kam dahinter,
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    dass das auf eine bizarre Art unterschiedlich
    ist.
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    Nämlich rythmisch unterschiedlich ist.
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    Im Sommer anders als im Herbst,
  • 4:43 - 4:45
    anders als im Winter, anders als im Frühling.
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    Ha! Dann aber im nächsten Sommer ist
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    es wieder genauso wie im Sommer vorher.
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    Hat also festgestellt,
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    dass muss was damit zu tun haben das
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    sich die Erde um die Sonne dreht.
  • 4:53 - 4:56
    Und kam dahinter das
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    das mit dieser unendlichen Lichtgeschwindigkeit
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    unmöglich stimmen kann.
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    Weil er eine Beobachtung gemacht,
  • 5:01 - 5:03
    die lies sich jetzt beim bessten willen
  • 5:03 - 5:04
    nicht mehr anders erklären, außer
  • 5:04 - 5:07
    -das das Licht nämlich doch eine endliche
    Geschwindigkeit hat-.
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    Und das, wenn wir irgendwie weiter weg vom
    Jupiter sind
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    das Licht einfach viel länger braucht
  • 5:11 - 5:12
    bis es bei uns ist.
  • 5:12 - 5:15
    Also wenn er einmal rum ist, die Erde
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    und dann bin ich näher am Jupiter
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    und dann braucht das Licht nicht so lange.
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    Und dann hat er und das ist ganz wichtig
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    bei Wissenschaft, eine Vorhersage gemacht.
  • 5:21 - 5:26
    Er hat für ein bestimmtes Datum vorhergesagt
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    wann dieser Mond hinter Jupiter verschwinden
    wird
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    und das war zehn Minuten anders
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    als das eigentlich in der Tabelle stand,
  • 5:33 - 5:35
    die alle bis dahin gemacht hatten.
  • 5:35 - 5:37
    Weil er wusste, naja die Lichtgeschwindigkeit
  • 5:37 - 5:39
    ist eben endlich.
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    Diese Vorhersage ist eingetroffen.
  • 5:40 - 5:44
    Und damit war jetz erst mal was
  • 5:44 - 5:45
    was in der Wissenschaft sehr wertvoll ist,
  • 5:45 - 5:47
    nämlich der Beweis erbracht, das die Theorie
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    die er hatte, nicht so schlecht ist.
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    Es ist noch nicht klar
    das das wirklich die Einzige ist.
  • 5:51 - 5:52
    Aber immerhin.
  • 5:52 - 5:54
    Er hat schon mal etwas sehr
    gut gekonnt.
  • 5:54 - 5:56
    Er hat nämlich gezeigt,
    die Lichtgeschwindigkeit ist endlich.
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    Und mit Licht haben wir es ja
    bei Quanten auch zu tun.
  • 6:01 - 6:02
    Warum erzähle ich das?
  • 6:02 - 6:07
    Weil Wissenschaft funktioniert dann gut,
    wenn ich etwas Beobachte.
  • 6:07 - 6:11
    Wenn ich aus dieser Beobachtung
    eine Hypothese herleite.
  • 6:11 - 6:14
    Diese Hypothese in eine Theorie überführe,
  • 6:14 - 6:16
    also Mathematisch beschreibe.
  • 6:16 - 6:18
    Dann auf Grund dieser mathematischen
    Beschreibung
  • 6:18 - 6:19
    eine Vorhersage mache,
  • 6:19 - 6:23
    ein Experiment erdenke und dieses Experiment
    durchführe
  • 6:23 - 6:26
    und dann meine Vorhersage eintrifft.
  • 6:26 - 6:28
    Dann habe ich in der Naturwissenschaft,
  • 6:28 - 6:30
    in der Physik wirklich etwas gekonnt.
  • 6:30 - 6:34
    So und jetzt bewegen wir uns ein paar
    hundert Jahre in die Zukunft.
  • 6:34 - 6:40
    1895, '96 so in den 70ern und da war ein Max
    Plant.
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    Wollte Physik studieren,
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    alle haben ihm abgeraten.
  • 6:43 - 6:44
    Irgend so ein Kollege des Vaters war es glaube
    ich
  • 6:44 - 6:46
    der sagte: "Ey mach das nicht, ist alles erforscht"
  • 6:46 - 6:47
    "In der Physik kannst du nichts mehr werden."
  • 6:47 - 6:49
    Gelächter
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    Hat er doch gemacht.
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    Es waren ein paar Sachen nämlich noch komisch.
  • 6:53 - 6:55
    Er hat sich dann mit sehr viel beschäftigt.
  • 6:55 - 6:57
    Da hat er dann festgestellt, war er nicht
    der erste.
  • 6:57 - 6:58
    Das fand er doof.
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    Dann hat er sich mit der sogenannten
    Schwarzkörperstrahlung beschäftigt.
  • 7:01 - 7:03
    Das ist die Frage,
  • 7:03 - 7:06
    wie leuchten denn schwaze Körper
    wenn sie heiß werden.
  • 7:06 - 7:09
    Schwarz desswegen, weil sie dann kein Licht
    reflektieren.
  • 7:09 - 7:10
    Man kann sie sehr gut beobachten.
  • 7:10 - 7:13
    Man, also alles was von ihnen aus geht
    ist eigenes Licht.
  • 7:13 - 7:16
    Das selbst erzeugt wird und nicht welches
    das reflextiert wird.
  • 7:16 - 7:17
    Jetzt ist es sehr schwer,
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    stellt euch vor 1895,
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    echt schwer einen schwarzen Körper herzustellen.
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    Also hat er ein Kästchen gebaut,
  • 7:22 - 7:24
    hat ein Loch rein gebohrt
  • 7:24 - 7:25
    und er wusste da wo das Loch ist
  • 7:25 - 7:26
    ist echt dunkel.
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    Und dann hat er sich die Farbe des Loches
    angeguckt
  • 7:28 - 7:30
    wenn man das Kästchen heiß macht
  • 7:30 - 7:33
    und hat geschaut wie gut diese Helligkeit,
  • 7:33 - 7:35
    die Farbe dessen was er da sieht,
  • 7:35 - 7:37
    mit dem was die bis dahin gängige,
  • 7:37 - 7:39
    klassische Physik vorhergesagt hat.
  • 7:39 - 7:42
    Und das was immer Messfehler genannt wurde
  • 7:42 - 7:44
    stimmte systematisch überhaupt nicht.
  • 7:44 - 7:46
    Es stimmte einfach nicht.
  • 7:46 - 7:49
    Und die Vorhersage war eh so ein bisschen
    weird.
  • 7:49 - 7:50
    So total komisch.
  • 7:50 - 7:51
    Weil die Vorhersage sagte,
  • 7:51 - 7:53
    je mehr Energie ich zuführe umso
  • 7:53 - 7:55
    kurzwelliger wird das Licht
    das da raus kommt.
  • 7:55 - 7:57
    Das hätte ja irgendwann dazu führen müssen
  • 7:57 - 8:01
    das es gelb wird, dann wird es irgendwann
    blau,
  • 8:01 - 8:03
    und dann wird es irgendwann Ultraviolett,
  • 8:03 - 8:05
    das heißt das Kästchen müsste irgenwann
    verschwinden.
  • 8:05 - 8:07
    Das sehe ich dann ja nicht mehr.
  • 8:07 - 8:10
    Das Kästchen verschwindet aber nicht.
  • 8:10 - 8:10
    Vermaledeit.
  • 8:10 - 8:12
    Das nennt man die Ultraviolett-Katastrophe.
  • 8:12 - 8:14
    lacht
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    das ist der Beleg dafür das diese mathematische
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    Theorie hinter dieser Physik,
  • 8:20 - 8:22
    die man da erdacht hatte,
    einfach nicht stimmte.
  • 8:22 - 8:25
    Und jetzt hat er daran geforscht
  • 8:25 - 8:28
    und dachte das ist ein dankenswertes Thema.
  • 8:28 - 8:30
    Und hat festgestellt - Scheiße, das funktioniert
  • 8:30 - 8:31
    beim bessten willen nicht. -
  • 8:31 - 8:34
    Und er selbst nanne das
    den Akt größter Verzweiflung.
  • 8:34 - 8:37
    Das er eine Konstannte eingeführt hat,
  • 8:37 - 8:39
    mal einfach so aus der holen Hand.
  • 8:39 - 8:40
    Na so ganz nicht aus der holen Hand,
  • 8:40 - 8:42
    die Details erspare ich uns.
  • 8:42 - 8:44
    Werden wir nicht fertig heute.
  • 8:44 - 8:45
    Er hat eine Konstannte eingeführt,
  • 8:45 - 8:48
    die nannter er 'h', das Wirkungsquantum.
  • 8:48 - 8:51
    Und die führte dazu,
    dass hat er aber auch garnicht erkannt,
  • 8:51 - 8:55
    so recht, dass die Energie also nicht
    gleichmäßig übertragen wird,
  • 8:55 - 8:55
    sondern nur in Paketen.
  • 8:55 - 9:01
    Und dieses Packet artige vermitteln
  • 9:01 - 9:05
    der Energie, also nicht gleichmäßig Steigern
  • 9:05 - 9:09
    sondern in immer unterschiedlichen Paketen,
    in dieser Gleichung.
  • 9:09 - 9:13
    Führte dazu das die Gleichung
    gute Vorhersagen macht.
  • 9:13 - 9:17
    Also etwas tat was in der Vorhersage
    mit dem Übereinstimmte
  • 9:17 - 9:20
    was er tatsächlich beobachtete.
  • 9:20 - 9:25
    Und das hat ihn dann viele Jahre
    seines Lebens geärgert.
  • 9:25 - 9:29
    Weil er wollte eigentlich diese alte,
    klassische Physik,
  • 9:29 - 9:31
    die fand er gut, die wollte er retten.
  • 9:31 - 9:33
    Und das war ja jetzt nur ein Notgriff,
  • 9:33 - 9:37
    indem er da zu dem Wirkungsquantum gegriffen
    hat.
  • 9:37 - 9:40
    Und er hat tatsächlich bis in die 1920er
    hinein
  • 9:40 - 9:43
    versucht das wieder los zu werden.
  • 9:43 - 9:48
    Weil, der der es begriffen hat, warum das
    Sinn macht
  • 9:48 - 9:50
    und der die Tragweite sofort durchblickte,
  • 9:50 - 9:51
    war Albert Einstein.
  • 9:51 - 9:57
    Der hat 1904 oder '05 so erkannt
  • 9:57 - 10:00
    - verdammt Max Plank hat recht und es ist
    nicht nur,
  • 10:00 - 10:03
    es ist tatsächlich alle Energie gequantet
    -.
  • 10:03 - 10:05
    Also alle Energie wird grundsätzlich nur in
  • 10:05 - 10:07
    kleinen Paketen transportiert,
    nicht gleichmäßig.
  • 10:07 - 10:10
    Es gibt kein halbes Lichtpacket.
  • 10:10 - 10:14
    Es gibt kein dreiviertel,
    oder zwei-ein-siebtel Lichtpackete.
  • 10:14 - 10:16
    Es gibt nur ganze, zwei ganze,
  • 10:16 - 10:18
    drei ganze, fünf ganze
    oder achtzehn ganze Lichtpackete.
  • 10:18 - 10:21
    Und die transportieren eine Menge Energie,
  • 10:21 - 10:22
    in Abhängigkeit von ihrer Frequenz.
  • 10:22 - 10:26
    Und das hat er auch Nachweisen können,
  • 10:26 - 10:28
    anhand des sogenannten
    Photoelektrischen-Effekts.
  • 10:28 - 10:31
    Und was die meisten Menschen gar nicht wissen,
  • 10:31 - 10:35
    dafür und nur dafür hat er den Nobelpreis
    gekriegt.
  • 10:35 - 10:40
    Nicht etwa für E=mc² und
    allgemeine Releativitätstheorie
  • 10:40 - 10:43
    oder irgend soetwas, sondern dafür.
  • 10:43 - 10:47
    Und jetzt überlegen wir uns ein mal
    in welcher Zeit wir gerade waren.
  • 10:47 - 10:48
    1905,
  • 10:48 - 10:52
    da war die Existens des Atoms eine Hypothese.
  • 10:52 - 10:53
    Es gab die Atom-Hypothese.
  • 10:53 - 10:55
    Da war noch überhaupt nicht klar,
  • 10:55 - 10:58
    also man muss sich ein mal diesen
    Geistigen sprung vorstellen den man macht.
  • 10:58 - 11:02
    In einer Zeit, wo das Universum aus
    einer einzigen Galaxie besteht.
  • 11:02 - 11:04
    Alles was man sehen konnte war eine
    einzige Galaxie.
  • 11:04 - 11:06
    Man dachte darum ist nichts.
  • 11:06 - 11:09
    Und Atome, naja, puhh.
  • 11:09 - 11:12
    Das war so ein bisschen,...
  • 11:12 - 11:15
    noch so ein, da kann man drüber Streiten.
  • 11:15 - 11:17
    Desswegen hat er den Nobelpreis eben
  • 11:17 - 11:19
    auch erst in den 20ern gekriegt.
  • 11:19 - 11:23
    Nachdem klar war
    das er echt verdammt Recht hatte.
  • 11:23 - 11:26
    Jetzt hat er also, Albert Einstein also,
  • 11:26 - 11:29
    zusammen mit den Überlegungen von Plank.
  • 11:29 - 11:33
    Die Quantenphysik, die Quantenmechanik
    weiter entwickelt.
  • 11:33 - 11:36
    Andere kamen dazu.
  • 11:36 - 11:41
    Einstein saß mal mit einem
    jungen Physiker im Auto.
  • 11:41 - 11:43
    Werner Heisenberg.
  • 11:43 - 11:46
    Der erzähle ihm von seiner Unschärfe-Relation
  • 11:46 - 11:53
    und da wurde Einstein plötzlich
    selbst zu einem alten, klassischen Physiker.
  • 11:53 - 11:55
    Und sagt - das ist Quatsch, das ist, das ist
    total,
  • 11:55 - 11:57
    das ist Unsinn, das ist alles klar.-
  • 11:57 - 11:59
    - Das ist nicht entweder das oder das. -
  • 11:59 - 12:01
    Was heißt die Unschärfe-Realtion?
  • 12:01 - 12:02
    Heisenberg hat sich überlegt:
  • 12:02 - 12:06
    Ich kann von so einem Quant,
    das hat,
  • 12:06 - 12:08
    der hat eine Mathematik dazu entwickelt.
  • 12:08 - 12:12
    Die Matrizenmechanik nannte er das.
  • 12:12 - 12:15
    Die funktionierte auch ganz gut,
    aber die fanden alle Scheiße.
  • 12:15 - 12:18
    Max Plant fand die Scheiße,
    Einstein fand die auch nicht richtig gut.
  • 12:18 - 12:21
    Und die sagte aber vorher
  • 12:21 - 12:23
    das sich von so einem Paket,
  • 12:23 - 12:24
    so einem Energiepaket,
  • 12:24 - 12:28
    kann ich nur entweder genau
    sagen wo es gerade ist
  • 12:28 - 12:31
    oder ich kann genau sagen in welcher Richtung,
  • 12:31 - 12:33
    mit welcher Geschwindigkeit es sich bewegt.
  • 12:33 - 12:36
    Und das kann ich nicht, so die Vorhersage,
  • 12:36 - 12:38
    weil ich nicht besser messen kann.
  • 12:38 - 12:39
    Sondern aus Prinzip nicht.
  • 12:39 - 12:43
    Und da wird es jetzt, da fängt es jetzt langsam
    an
  • 12:43 - 12:44
    schräg zu werden.
  • 12:44 - 12:48
    Ich kann aus Prinzip,
    wenn ich ein Teilchen festgenagelt hab
  • 12:48 - 12:51
    und es angucke nicht sagen welche Energie
    es hat,
  • 12:51 - 12:54
    wenn es, wenn ich genau weiß wo es ist.
  • 12:54 - 12:59
    Und darauf folgt eine Menge komsiches Zeug.
  • 12:59 - 13:02
    Das fanden die, also insbesondere auch
    Einstein, richtig doof.
  • 13:02 - 13:06
    Dann kam ein Erwin Schrödinger,
  • 13:06 - 13:07
    der versuchte das zu retten.
  • 13:07 - 13:09
    Er hat die Schrödinger-Gleichung erdacht,
  • 13:09 - 13:13
    eine sehr schöne Wellendarstellung dieser,
  • 13:13 - 13:14
    an sich, Teilchenphysik.
  • 13:14 - 13:17
    Also wir sind, wir bewegen uns langsam in
    Richtung
  • 13:17 - 13:18
    dieses Dilemmas zwischen,
  • 13:18 - 13:21
    was ist denn jetzt so ein Licht jetzt eigentlich.
  • 13:21 - 13:23
    Das es eine Geschwindkeit hat wissen wir.
  • 13:23 - 13:26
    Aber ist es jetzt eigentlich eine Welle
    oder ist es ein Teilchen.
  • 13:26 - 13:27
    Was denn nun?
  • 13:27 - 13:29
    Ist es ein Quant?
  • 13:29 - 13:32
    So wie die Quantenphysik, die jetzt ja sehr
    neu war, behauptet.
  • 13:32 - 13:34
    Oder ist es vielleicht doch eine Welle?
  • 13:34 - 13:37
    Wie eigentlich nahe liegend .. war.
  • 13:37 - 13:39
    Schrödinger hat eine Wellengleichung erstellt,
  • 13:39 - 13:42
    die funtkionierte auch,
    auch, auch! hervorragend.
  • 13:42 - 13:46
    Das heißt jetzt funktionierten
    schon zwei Gleichungssysteme hervorragend.
  • 13:46 - 13:50
    Die mit der Matrizenmechanik und
    die Wellenmechanik von Schrödinger.
  • 13:50 - 13:52
    Max Plant fand die viel Eleganter,
  • 13:52 - 13:54
    aber die führte jetzt auch zu bizarren Vorstellungen.
  • 13:54 - 13:56
    Jetzt muss man Überlegen,
  • 13:56 - 13:58
    das ist alles theoretisch
    was die da gemacht haben.
  • 13:58 - 13:59
    Das heißt die haben also wirklich
  • 13:59 - 14:02
    als theoretische Physiker realtiv wenige,
  • 14:02 - 14:05
    tief greifenden Forschungen,
    experimentell machen müssen.
  • 14:05 - 14:08
    Sondern haben sich dem allen irgendwie versucht
    so,
  • 14:08 - 14:13
    wie soll ich sagen,
    durch Nachdenken, zu nähern.
  • 14:13 - 14:15
    Und das geht natürlich nur
    wenn man es durchdringt
  • 14:15 - 14:17
    und mathematisch dann auch versucht
    hin zu schreiben.
  • 14:17 - 14:20
    Das ist eine wichtige Funktion der Wissenschaft,
  • 14:20 - 14:22
    das, ganze Wissenschaft ist nichts wert
  • 14:22 - 14:24
    wenn ich keine funtkionierende Mathematik,
  • 14:24 - 14:25
    also in der Phyisk,
  • 14:25 - 14:29
    keine funktionierende Mathematik dazu nenne.
  • 14:29 - 14:31
    Und jetzt haben wir also folgendes Phänomen.
  • 14:31 - 14:33
    Und es musste irgendwie herausgefunden werden
    was ist es denn?
  • 14:33 - 14:35
    Ist es eine Welle oder ist es ein Teilchen.
  • 14:35 - 14:38
    Hat jemand vorgeschlagen,
    und das habt ihr alle schon mal gehört,
  • 14:38 - 14:40
    das sogenannte Doppelspalt-Experiment.
  • 14:40 - 14:42
    Doppelspalt-Experiment geht so,
  • 14:42 - 14:45
    ich schieße mit Licht durch zwei sehr dünne,
  • 14:45 - 14:47
    sehr eng beieinandern liegende Spalten.
  • 14:47 - 14:52
    In der Hoffnung, yeah, das Licht ist ja eine
    Welle.
  • 14:52 - 14:54
    Das trifft auf diesen Spalt
  • 14:54 - 14:56
    und hinter diesem Spalt breitet es sich jetzt
  • 14:56 - 14:59
    sozusagen Ringförmig aus wie eine Welle.
  • 14:59 - 15:00
    Und da ich zwei Spalten habe
  • 15:00 - 15:03
    und diese beiden Wellen miteinander,
  • 15:03 - 15:04
    das könnt ihr euch vorstellen,
  • 15:04 - 15:05
    ihr schmeißt zwei Steine ins Wasser.
  • 15:05 - 15:07
    Dann manchen die beiden Wellen so miteinander.
  • 15:07 - 15:08
    Hier löschen sie sich aus,
  • 15:08 - 15:09
    da verdoppeln sie sich.
  • 15:09 - 15:11
    Am anderen Ende habe ich einen Bildschirm,
  • 15:11 - 15:13
    da sehe ich jetzt ein sogenanntes Interferenzmuster.
  • 15:13 - 15:15
    Das ist ein lustiges Wellenmuster.
  • 15:15 - 15:18
    So ähnlich wie man sich das vorstellen könnte,
  • 15:18 - 15:20
    wie wenn so eine Welle irgendwo ran klatscht
    und
  • 15:20 - 15:23
    da Farbkleckse an der Wand macht.
  • 15:23 - 15:24
    Gesagt getan.
  • 15:24 - 15:27
    So war das auch, so kam das raus.
  • 15:27 - 15:30
    Und jetzt war aber ja noch
    die Quantenphysik im Raum.
  • 15:30 - 15:32
    Die sage, so ein Licht-Quant ist ein Teilchen.
  • 15:32 - 15:36
    Jetzt kann man das interessante
    Experiment sich vorstellen,
  • 15:36 - 15:38
    machen konnte man es damal nicht ohne weiteres.
  • 15:38 - 15:41
    Und sagen ok, ich guck mal nach.
  • 15:41 - 15:45
    Ganz genau durch welchen dieser beiden
    Spalte ist es denn gegangen?
  • 15:45 - 15:47
    Jetzt mache ich einen Detektor ran.
  • 15:47 - 15:50
    Der erkennt Quanten.
  • 15:50 - 15:53
    Der erkennt Lichtteilchen
  • 15:53 - 15:54
    oder elektromagnetische Teilchen.
  • 15:54 - 15:56
    Ich könnte ja auch Elektronen da durch schießen
  • 15:56 - 15:59
    und siehe da,
    sobald ich nachschaue
  • 15:59 - 16:02
    macht es das nicht mehr.
  • 16:02 - 16:05
    Sobald ich nachschaue,
    durch welchen der beiden Spalten
  • 16:05 - 16:11
    das Licht gegangen ist,
    verhält es sich nicht mehr wie eine Welle.
  • 16:11 - 16:15
    Und das ist doch irgendwie komisch.
  • 16:15 - 16:18
    Weil, woher weiß denn das Teilchen
    das ich nachschaue?
  • 16:18 - 16:19
    Es wird noch komischer
  • 16:19 - 16:21
    und da muss ich euch ein bisschen ..
  • 16:21 - 16:23
    das, das ist ein bisschen ...
  • 16:23 - 16:24
    Also da müssen wir,
  • 16:24 - 16:26
    da können wir jetzt Stundenlang
    darüber reden
  • 16:26 - 16:27
    wie man das genau raus findet.
  • 16:27 - 16:28
    Wir müssen ein paar Sachen glauben.
  • 16:28 - 16:29
    Weil was ich ja möchte ist,
  • 16:29 - 16:32
    ich will euch dafür faszinieren und begeistern
  • 16:32 - 16:33
    euch selbst damit zu beschäftigen.
  • 16:33 - 16:36
    Was man jetzt zeigen kann ist,
  • 16:36 - 16:40
    dass es, wenn dieses Teilchen
  • 16:40 - 16:43
    durch diesen Doppelspalt geht,
  • 16:43 - 16:45
    dann ist es nicht etwa so,
  • 16:45 - 16:48
    dass es, wenn ich nicht hin gucke,
  • 16:48 - 16:51
    halt durch einen der
    beiden Spalten gegangen ist
  • 16:51 - 16:52
    und danach mit einem anderen Teilchen,
  • 16:52 - 16:55
    das durch den anderen Spalt gegangen ist,
  • 16:55 - 16:57
    das irgend wie auch eine
    Welle ist, wechselwirkt.
  • 16:57 - 17:00
    Sondern es ist so, dass es tatschächlich
  • 17:00 - 17:05
    sowohl durch den einen,
    als auch den anderen Spalt geht.
  • 17:05 - 17:10
    Das müsst ihr mir jetzt leider glauben.
  • 17:10 - 17:10
    Warum?
  • 17:10 - 17:13
    Weil das können wir jetzt experimentell
    nur schwer nachvollziehen.
  • 17:13 - 17:17
    Aber, man kann
    die Lichtquelle so weit runter drehen,
  • 17:17 - 17:18
    dass die ganz ganz dunkel ist,
  • 17:18 - 17:22
    so das da eigentlich nur noch einzelne
    Photonen raus kommen.
  • 17:22 - 17:23
    Und die kann ich detektieren.
  • 17:23 - 17:24
    Ich mache irgendwo einen Schirm hin.
  • 17:24 - 17:26
    Da macht es pling und ich sehe einen Punkt
  • 17:26 - 17:28
    wenn da ein Photon aufgeklatscht ist.
  • 17:28 - 17:31
    Das heißt,
    ich sehe einzelne Photonen mit diesem Schirm.
  • 17:31 - 17:33
    Und jetzt stelle ich diesen Doppelspalt dahin
  • 17:33 - 17:37
    und schieße ein einzelnes Photon
    in diese Richtung.
  • 17:37 - 17:41
    Und auf der anderen Seite des Spaltes
  • 17:41 - 17:43
    klatscht es irgendwo an die Wand.
  • 17:43 - 17:45
    Aber nicht so wie es durchgeklatscht wäre,
  • 17:45 - 17:48
    wenn es durch einen der beiden Spalten
    gegangen wäre.
  • 17:48 - 17:49
    Sondern so,
  • 17:49 - 17:50
    wie es ran klatschen würde,
  • 17:50 - 17:53
    wenn es mit sich selbst gewechselwirkt hat.
  • 17:53 - 17:56
    Und man kann beweisen,
  • 17:56 - 17:57
    das ist ein komplitzierter Beweis,
  • 17:57 - 17:58
    aber man kann beweisen,
  • 17:58 - 18:01
    das ist final 1999 erst gelungen,
  • 18:01 - 18:05
    man kann beweisen das dieses Teilchen
  • 18:05 - 18:07
    sowohl durch den einen,
  • 18:07 - 18:09
    als auch durch den anderen Spalt
    gegangen ist.
  • 18:09 - 18:11
    Und schlimmer noch als das,
  • 18:11 - 18:13
    ist es auch jeden anderen Weg gegangen
  • 18:13 - 18:15
    den es hätte gehen können.
  • 18:15 - 18:17
    Gelächter
  • 18:17 - 18:19
    Solange ich nicht hinschaue ..
  • 18:19 - 18:23
    lautes Lachen
  • 18:23 - 18:28
    Applaus
  • 18:28 - 18:30
    So, und es wird schlimmer.
  • 18:30 - 18:31
    Gelächter
  • 18:31 - 18:32
    Es geht nicht nur,
  • 18:32 - 18:34
    es geht nicht nur jeden, ..
  • 18:34 - 18:34
    .. die Schröder, ..
  • 18:34 - 18:36
    Also da müssen wir ausholen.
  • 18:36 - 18:38
    Die Schrödinger Gleichung,
  • 18:38 - 18:39
    die sagt vorraus,
  • 18:39 - 18:41
    und da hat sich Albert Einstein
    auch mit den, ..
  • 18:41 - 18:43
    Also die, Niels Bohr und
    Albert Einstein, ..
  • 18:43 - 18:45
    einer, also Niels Bohr, ist Bohr,
  • 18:45 - 18:46
    einer von diesen Bohrsches Atommodell.
  • 18:46 - 18:47
    Das kennt ihr.
  • 18:47 - 18:50
    Das ist übrigens totaler Unsinn.
  • 18:50 - 18:51
    Wenn ihr mal gelernt habt das
  • 18:51 - 18:54
    Elektronen um Atomkerne kreisen,
  • 18:54 - 18:55
    das ist totaler Schwachsinn.
  • 18:55 - 18:57
    Das stimmt hinten und vorne nicht.
  • 18:57 - 18:58
    Das,..
  • 18:58 - 19:01
    Es hat mich in der Schule
    schon wahnsinnig gemacht,
  • 19:01 - 19:03
    weil mein Lehrer das nicht erklären konnte.
  • 19:03 - 19:03
    Weil ich meinte: "moment mal."
  • 19:03 - 19:05
    Der Atomkern irgendwie Positiv geladen,
  • 19:05 - 19:07
    Elektronen irgendwie negativ geladen
  • 19:07 - 19:08
    und sausen jetzt außen rum.
  • 19:08 - 19:10
    Da sind jetzt mehrere Elektronen,
  • 19:10 - 19:10
    die außen rum ..
    und
  • 19:10 - 19:12
    aber Elektronen sind doch negativ!
  • 19:12 - 19:13
    Die stoßen sich doch ab.
  • 19:13 - 19:16
    Wie können die denn,
    unbeeinflusst voneinander,
  • 19:16 - 19:19
    außen, in Schalen, um diesen
    Atomkern drum rum kreisen.
  • 19:19 - 19:21
    Das können die wirklich nicht,
  • 19:21 - 19:22
    das ist nämlich Quatsch.
  • 19:22 - 19:23
    Das ist nur der Anschauung wegen.
  • 19:23 - 19:26
    Und das ist das Problem der Quantenphysik.
  • 19:26 - 19:27
    Sie ist nicht anschaulich.
  • 19:27 - 19:28
    Und zwar überhaupt nicht.
  • 19:28 - 19:29
    Man kann sie sich nicht,..
  • 19:29 - 19:31
    Sie deckt sich überhaupt nicht,
  • 19:31 - 19:34
    mit unseren,
    mit unseren Vorstellungen von dieser Welt.
  • 19:34 - 19:37
    Und .. , wie gesagt,
    ich habe versprochen es wird noch schräger.
  • 19:37 - 19:39
    Man kann ein Experiment machen,
  • 19:39 - 19:41
    die Schrödinger Gleichung legt das nahe.
  • 19:41 - 19:43
    Die Schrödinger Gleichung sagt vorraus.
  • 19:43 - 19:47
    Das man zwei Teilchen so
    miteinander verschränken kann,
  • 19:47 - 19:49
    dass es quasi ein Teilchen ist.
  • 19:49 - 19:51
    Das es sich verhält wie ein Teilchen.
  • 19:51 - 19:54
    Jetzt, haben diese Teilchen,
  • 19:54 - 19:55
    und das tut die Schrödinger Gleichung,
  • 19:55 - 19:58
    die sagt,
    die sagt nicht wo das Teilchen ist,
  • 19:58 - 19:59
    oder wie es sich verhält,
  • 19:59 - 20:01
    es gibt nur Wahrscheinlichkeiten an.
  • 20:01 - 20:03
    Es sagt nur,
    mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit
  • 20:03 - 20:06
    werde ich das Teilchen hier
    oder da antreffen,
  • 20:06 - 20:08
    wenn ich nachschaue.
  • 20:08 - 20:09
    Das ist immer der wichtige Punkt,
  • 20:09 - 20:10
    WENN ich nachschaue.
  • 20:10 - 20:12
    Wenn ich nicht nachschaue,
  • 20:12 - 20:16
    ist es überall, da wo es sein kann, gleichzeitig.
  • 20:16 - 20:18
    Aber mit ner höherern Wahrscheinlichkeit
    halt eben hier.
  • 20:18 - 20:21
    Gelächter
  • 20:21 - 20:24
    Jetzt ist es bei diesen zwei Teilchen
    irgend wie schräg.
  • 20:24 - 20:26
    Weil diese zwei Teilchen sind wie ein Teilchen.
  • 20:26 - 20:28
    Sie können aber an zwei verschiedenen Orten
  • 20:28 - 20:30
    gemessen werden.
  • 20:30 - 20:32
    Weil es sind ja zwei Teilchen.
  • 20:32 - 20:34
    Und die hängen aber von einander ab.
  • 20:34 - 20:35
    Die sind quasi ein Teilchen.
  • 20:35 - 20:39
    Die teilen sich also quasi ihre Entropie,
    ihre Informationen.
  • 20:39 - 20:41
    Wenn ich jetzt also so ein Teilchen,..
  • 20:41 - 20:43
    Jetzt müssen wir kurz ausholen.
  • 20:43 - 20:45
    Ein halbdurchlässiger Spiegel.
  • 20:45 - 20:46
    Das ist ein ganz einfaches Ding.
  • 20:46 - 20:47
    Da geht Licht durch und zwar die Hälfte.
  • 20:47 - 20:49
    Das heißt, wie macht es das?
  • 20:49 - 20:52
    Ich klatsche da ein Photon rauf
  • 20:52 - 20:53
    und jetzt gibt es eine gewisse Wahrscheinlichkeit
  • 20:53 - 20:56
    das dieses Photon da durch geht
    oder nicht.
  • 20:56 - 20:58
    Und diese Wahrscheinlichkeit liegt genau bei
    50%.
  • 20:58 - 21:00
    Sonst wäre es ja nicht halbdurchlässig.
  • 21:00 - 21:03
    Ist logisch.
  • 21:03 - 21:06
    Nichts, aber auch garnichts,
  • 21:06 - 21:07
    ist die Ursache dafür.
  • 21:07 - 21:10
    Und das ist ein wesentlicher, wichtiger,..
  • 21:10 - 21:12
    ein,..
    schreibt es euch hinter die Ohren!
  • 21:12 - 21:15
    Ein wesentlicher Fakt
    der Quantenmechanik ist,
  • 21:15 - 21:18
    es gibt ursachen- und grundlosen Zufall.
  • 21:18 - 21:20
    verhaltenes Lachen
  • 21:20 - 21:23
    Das ist, das ist bizarr.
  • 21:23 - 21:24
    Weil normalerweise könnte man sagen,
  • 21:24 - 21:28
    und dieser Auffasung
    vertrat Einstein extrem lange,
  • 21:28 - 21:30
    in seinem Lebenslang, "Gott würfelt nicht.",
  • 21:30 - 21:34
    es gibt diesen total grundlosen Zufall nicht.
  • 21:34 - 21:35
    Ich weiß nur nicht alles.
  • 21:35 - 21:37
    Das ist nicht wie eine Münze.
  • 21:37 - 21:37
    Wenn ich eine Münze schmeiße
  • 21:37 - 21:39
    kommt ein zufälliges Ergebniss.
  • 21:39 - 21:41
    Aber wüsste ich jetzt alles.
  • 21:41 - 21:42
    Alle Anfangsparameter.
  • 21:42 - 21:44
    Luftdruck, Luftgeschwindigkeit,
    Bewegung und so weiter.
  • 21:44 - 21:48
    Könnte ich vorhersagen
    welche Seite oben liegt.
  • 21:48 - 21:51
    Von diesem Quant kann ich nicht vorhersagen,
  • 21:51 - 21:53
    egal, und ich kann Nachweisen,
  • 21:53 - 21:55
    es gibt einen Beweis, der beweist,
  • 21:55 - 21:58
    das ich nicht wissen kann,
  • 21:58 - 21:59
    ob es durch geht oder nicht.
  • 21:59 - 22:03
    Es ist absoluter, vollständiger
    bizarrer Zufall.
  • 22:03 - 22:04
    Grundlos.
  • 22:04 - 22:07
    Und jetzt habe ich zwei von diesen Teilchen,
  • 22:07 - 22:10
    die erzeuge ich in einem photonischen Kristall.
  • 22:10 - 22:11
    Braucht euch nicht interessieren.
  • 22:11 - 22:12
    Die,..
    Ich erzeuge jetzt also
  • 22:12 - 22:13
    zwei verschränkte Photonen.
  • 22:13 - 22:16
    Das eine geht in diese Richtung,
    das andere geht in diese Richtung.
  • 22:16 - 22:18
    In dieser Richtung beobachte ich,
  • 22:18 - 22:20
    mehr kann ich ja nicht machen,
  • 22:20 - 22:22
    ob es durch den Spiegel durchgegangen ist
    oder nicht.
  • 22:22 - 22:25
    Wenn ich das hier getan habe.
  • 22:25 - 22:27
    An diesem Ende.
  • 22:27 - 22:31
    Dann wird es auf der anderen Seite
    genau das gleiche getan haben.
  • 22:31 - 22:34
    Obwohl es vollständig zufällig ist.
  • 22:34 - 22:39
    Und woher weiß dieses Teilchen da
    dass das da durchgegangen ist?
  • 22:39 - 22:42
    Und das ist eine der Kernfragen
    der Quantenmechanik.
  • 22:42 - 22:44
    Diese Frage kann euch niemand beantworten.
  • 22:44 - 22:46
    Bis heute nicht.
  • 22:46 - 22:48
    Es wird noch schräger.
  • 22:48 - 22:50
    Gelächter
  • 22:50 - 22:51
    Ich kann, das sogenannte,
  • 22:51 - 22:52
    könnt ihr nachgoogeln,
  • 22:52 - 22:58
    'Delayed Choice Quantum Eraser '
    Experiment machen.
  • 22:58 - 23:00
    Damit kann ich zeigen,
  • 23:00 - 23:04
    das diese Eigenschaft, auch
    quasi rückwärts in der Zeit, zutrifft.
  • 23:04 - 23:05
    Wie mache ich das?
  • 23:05 - 23:06
    Das, das kann man,
  • 23:06 - 23:07
    das Experiment ist kompliziert.
  • 23:07 - 23:08
    Das erkläre ich euch jetzt nicht.
  • 23:08 - 23:10
    Ich mach das hier, an dieser Stelle,
  • 23:10 - 23:12
    von normalen Menschen,
    die versuchen das zu erkären,
  • 23:12 - 23:14
    übliche Münzen Erklärungsmodell.
  • 23:14 - 23:16
    Ich habe zwei Münzen.
  • 23:16 - 23:18
    Normalerweise schmeiße ich
    hier eine Münze hoch.
  • 23:18 - 23:19
    Klatscht die auf den Tisch,
    ist eine Eins oder Null
  • 23:19 - 23:21
    oder ein Kopf oder eine Zahl.
  • 23:21 - 23:22
    Mache ich hier das gleiche hier auch.
  • 23:22 - 23:25
    Die beiden sind vollkommen unabhängig
    von einander.
  • 23:25 - 23:26
    Habe ich zwei verschränkte Münzen,
  • 23:26 - 23:28
    werfe ich die beide hoch.
  • 23:28 - 23:30
    Greife ich die beide aus der Luft,
    klatsch rauf.
  • 23:30 - 23:32
    Und dann gucke ich hier,
    habe ich Kopf.
  • 23:32 - 23:35
    Dann habe ich garantiert
    hier auch Kopf.
  • 23:35 - 23:36
    Und jetzt wird es schräg.
  • 23:36 - 23:38
    Jetzt wird dieses Quantum Eraser gedöns.
  • 23:38 - 23:40
    Also dieses Experiment,
    mit dem man zeigen kann,
  • 23:40 - 23:42
    dass das auch rückwärst in der Zeit funktioniert.
  • 23:42 - 23:44
    Ich schmeiße beide Münzen los.
  • 23:44 - 23:46
    Jetzt nehme ich die [eine] und
    klatsch die auf den Tisch.
  • 23:46 - 23:48
    Die [andere] hier kreiselt noch,
    ihr seht sie kreiseln?
  • 23:48 - 23:51
    Hier [1.Münze] hat sich bereits entschieden
    was passiert ist.
  • 23:51 - 23:53
    Hier liegt ja jetzt entweder
    Zahl oder Kopf.
  • 23:53 - 23:55
    höhö
    Ich verarsche jetzt nämlich dieses Quant.
  • 23:55 - 23:57
    Das hier [2. Münze] kreiselt noch.
  • 23:57 - 23:59
    Jetzt nehme ich das,
    gucke hier nach, ist hier Zahl.
  • 23:59 - 24:01
    Und was ist hier [1. Münze] ?
  • 24:01 - 24:02
    Publikum: Zahl!
  • 24:02 - 24:03
    Ihr habt es verstanden.
  • 24:03 - 24:05
    kurzes Gelächter
  • 24:05 - 24:06
    Geil.
  • 24:06 - 24:08
    So.
    Das ist die Quantenverschränkung.
  • 24:08 - 24:12
    Und ist das, was Einstein
    die spukhafte Fernwirkung nannte.
  • 24:12 - 24:13
    Das wo er sagte,
  • 24:13 - 24:16
    also zwei Dinge, wo Einstein sagte hä?.
  • 24:16 - 24:18
    Gelächter
  • 24:18 - 24:20
    Zufall? Absoluter Zufall?
  • 24:20 - 24:22
    Ist schräg. Gibt es nicht!
  • 24:22 - 24:26
    Gott würfelt nicht
    und die spukhafte Fernwirkung,
  • 24:26 - 24:27
    damit wollte er nichts zu tun haben.
  • 24:27 - 24:28
    Weil daraus folgt jetzt etwas,
  • 24:28 - 24:31
    daraus folgt nämlich das wir uns
  • 24:31 - 24:34
    verabschieden müssen,
    von unserer Weltanschauung.
  • 24:34 - 24:35
    Und zwar völlig.
  • 24:35 - 24:39
    Im innersten ist die Welt so aufgebaut,
  • 24:39 - 24:40
    ich fasse zusammen:
  • 24:40 - 24:43
    Das ich von einem Teilchen nicht weiß
  • 24:43 - 24:45
    in welchem Zustand es sich befindet,
  • 24:45 - 24:46
    solange ich nicht hinschaue.
  • 24:46 - 24:48
    Das ist jetzt nicht nur,
    das ich es nicht weiß,
  • 24:48 - 24:50
    weil ich es nicht sehe.
  • 24:50 - 24:52
    Sondern weil es sich in dem Moment
    noch nicht entschieden hat.
  • 24:52 - 24:54
    Das klingt erstmal banal.
  • 24:54 - 24:57
    Jetzt stellt euch aber ein
    radioaktives Teilchen vor.
  • 24:57 - 24:59
    Dieses radioaktive Teilchen
    schwirrt durch den Weltraum.
  • 24:59 - 25:03
    Jetzt ist das gleichzeitig in dem Zustand
  • 25:03 - 25:07
    es ist schon zerfallen, es ist also
    schon ein anderes Teilchen.
  • 25:07 - 25:11
    Also kein Uran mehr sondern ein
    whatever, Deuterium.
  • 25:11 - 25:14
    Keine Ahnung, bin kein Atomphysiker.
  • 25:14 - 25:16
    Plus irgendwie Elektron oder Alphateilchen
  • 25:16 - 25:18
    oder was da raus kommen mag.
  • 25:18 - 25:22
    Das ist also sowohl noch ein Uran
    als auch schon was anderes,
  • 25:22 - 25:24
    solange niemand hinschaut.
  • 25:24 - 25:26
    Das heißt also jetzt kommt dieses Teilchen
    auf mich zu
  • 25:26 - 25:29
    und solange ich dieses Teilchen
    nicht beobachtet habe
  • 25:29 - 25:31
    oder dieses Uran nicht beobachtet habe
  • 25:31 - 25:34
    kann ich nicht sagen,
  • 25:34 - 25:35
    nicht nur weil ich es nicht kann,
  • 25:35 - 25:36
    weil ich nicht hinschaue.
  • 25:36 - 25:38
    Was irgendwie offensichtlich ist, witzig.
  • 25:38 - 25:41
    Sondern ich kann es aus dem Prinzip
    der Sache nicht sagen.
  • 25:41 - 25:43
    Weil es noch nicht entschieden ist.
  • 25:43 - 25:44
    Und deswegen,
  • 25:44 - 25:46
    Ihr lieben,
  • 25:46 - 25:47
    ist es überhaupt nicht so klar
  • 25:47 - 25:50
    ober der Mond auch da ist,
    wenn keiner hinschaut.
  • 25:50 - 25:51
    Gelächter
  • 25:51 - 26:00
    Applaus
    Das ist kein Scherz!
  • 26:00 - 26:02
    Oder die Frage,
    die damals zurecht gestellt wurde
  • 26:02 - 26:05
    müsste nicht jemand
    permanent auf den Mond schauen
  • 26:05 - 26:07
    damit er wirklich da ist.
  • 26:07 - 26:10
    So und jetzt kommen wir zur
    Kernfrage der Quantenphysik
  • 26:10 - 26:12
    und dann wechseln wir
    schon fast das Thema
  • 26:12 - 26:13
    Richtung Kosmologie.
  • 26:13 - 26:15
    Das hängt nämlich eng miteinander zusammen.
  • 26:15 - 26:17
    Desswegen sitzt ihr ja vielleicht
    auch ein bisschen hier.
  • 26:17 - 26:20
    Jetzt kommen wir zu der Kernfrage.
  • 26:20 - 26:23
    Die so ein bisschen, also mh ..
  • 26:23 - 26:26
    Was genau ist eigentlich
    dieses hinschauen?
  • 26:26 - 26:27
    Was ist diese Messung?
  • 26:27 - 26:29
    Wann fällt also,
  • 26:29 - 26:30
    man nennt es den
    Kollaps der Wellenfunktion,
  • 26:30 - 26:32
    der Schrödinger Gleichung.
  • 26:32 - 26:33
    Wir hatten es gerade.
  • 26:33 - 26:36
    Wann fällt diese Wellenfunktion
    in sich zusammen?
  • 26:36 - 26:37
    Und das tut sie!
  • 26:37 - 26:39
    Und das ist das bizarre, eben mit Überlichtgeschwindigkeit.
  • 26:39 - 26:41
    Das tut sie sofort.
  • 26:41 - 26:43
    Das ist schlagartig klar.
  • 26:43 - 26:44
    Wenn ich hier das Teilchen beobachtet hatte,
  • 26:44 - 26:45
    dann ist es also nicht hier.
  • 26:45 - 26:48
    Oder wenn ich hier, wenn hier dieses
  • 26:48 - 26:49
    Teilchen durch den Spiegel
    durch gegangen ist.
  • 26:49 - 26:54
    Ist es im gleichen Moment da drüben
    entweder auch durch gegangen oder nicht.
  • 26:54 - 26:56
    Das heißt,
    diese Information,
  • 26:56 - 26:59
    die hier ja nicht ausgetauscht
    werden kann,
  • 26:59 - 27:00
    weil seit Einstein wissen wir,
  • 27:00 - 27:05
    da geht keine Information schneller
    als mit Lichtgeschwindigkeit.
  • 27:05 - 27:07
    Irgendwie wissen diese beiden
    Teilchen von einander.
  • 27:07 - 27:10
    Und das bricht in sich zusammen,
  • 27:10 - 27:11
    dieser Überlagerungszustand,
    so nennt man das,
  • 27:11 - 27:13
    in dem Moment wo ich hinschaue.
  • 27:13 - 27:15
    In dem Moment in dem ich nachmesse.
  • 27:15 - 27:16
    In dem Moment,
    es kann nicht sein,
  • 27:16 - 27:17
    dass das Teilchen entweder
    da ist oder da.
  • 27:17 - 27:19
    Und wenn ich es da gemessen habe,
  • 27:19 - 27:21
    dann verschwindet es hier so langsam.
  • 27:21 - 27:23
    Es ist sofort hier nicht.
    Das ist völlig klar.
  • 27:23 - 27:26
    Wenn ich es hier gemessen habe,
    war es nicht da.
  • 27:26 - 27:27
    Und zwar instantan.
  • 27:27 - 27:29
    Aber vorher war es an beiden Orten
    gleichzeitig.
  • 27:29 - 27:30
    Macht euch das klar.
  • 27:30 - 27:31
    Ein Elektron,
  • 27:31 - 27:32
    das hier von diesem Ding,
  • 27:32 - 27:34
    solange keiner hinschaut,
  • 27:34 - 27:36
    kann überall im Universum sein.
  • 27:36 - 27:38
    Jetzt gerade.
    Wir wissen es nicht.
  • 27:38 - 27:39
    Wir wissen es nicht nur nicht,
  • 27:39 - 27:43
    sondern es ist an jedem Ort
    an dem es sein kann, gleichzeitig.
  • 27:43 - 27:45
    Es taucht erst wieder hier auf,
  • 27:45 - 27:47
    mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit,
  • 27:47 - 27:49
    wenn ich nachschaue.
  • 27:49 - 27:50
    Es gibt eine gewisse Wahrscheinlichkeit
  • 27:50 - 27:52
    das es nicht mehr da ist.
  • 27:52 - 27:54
    Und das ist zum Beispiel auch
    der Quantentunnel-Effekt.
  • 27:54 - 27:56
    Den ihr schon ein mal, vielleicht,
    gehört habt.
  • 27:56 - 27:58
    Wenn jetzt Quanten durch
    einen Isolator durch tingeln,
  • 27:58 - 28:00
    dann gibt es eine gewisse Wahrscheinlichkeit
  • 28:00 - 28:03
    das sie doch auf der anderen Seite waren.
  • 28:03 - 28:05
    Weil, die Wellenfunktion
    schmiert sich jetzt irgendwie
  • 28:05 - 28:07
    über diesen Isolator drüber.
  • 28:07 - 28:08
    Und das kann man messen.
  • 28:08 - 28:09
    Man kann es nachmessen.
  • 28:09 - 28:11
    Und das ist der Grundsatz der Physik.
  • 28:11 - 28:14
    Ich kann nachmessen
    ob diese Effekte stimmen oder nicht.
  • 28:14 - 28:16
    Ich kann nachmessen,
    ich kann prüfen.
  • 28:16 - 28:18
    In dem Fall,
    für, wer es googeln möchte,
  • 28:18 - 28:22
    durch die Bellsche Ungleichung,
    kann ich nachweisen
  • 28:22 - 28:25
    das die Information nicht
    von vornherein drinn steckt.
  • 28:25 - 28:28
    Ob beide verschränkten Photonen,
  • 28:28 - 28:29
    es war schon klar
    als sie erzeugt wurden
  • 28:29 - 28:31
    das sie durch den Spiegel gehen.
  • 28:31 - 28:32
    Nein.
    Das ist nicht der Fall.
  • 28:32 - 28:34
    Es ist zufällig ob sie da durch gehen.
  • 28:34 - 28:37
    Und es entscheidet sich in dem Moment
    in dem ich nachschaue.
  • 28:37 - 28:39
    Und der Kern der Frage ist,
  • 28:39 - 28:41
    was genau ist eigentlich nachschauen.
  • 28:41 - 28:42
    Was genau ist eine Messung.
  • 28:42 - 28:44
    Ist Messung ein Messgerät hinhalten
  • 28:44 - 28:45
    und es zeigt es an?
  • 28:45 - 28:47
    Und damit ist klar was passiert ist.
  • 28:47 - 28:48
    Oder ist eine Messung erst,
  • 28:48 - 28:50
    weil in dem Messgerät selber
  • 28:50 - 28:52
    könnte ja in einem
    Überlagerungszustand,
  • 28:52 - 28:53
    zwischen gemessen und
    nicht gemessen sein.
  • 28:53 - 28:55
    Das weiß ich ja nicht,
  • 28:55 - 28:56
    solange ich nicht gucke.
  • 28:56 - 28:57
    Ist also,
  • 28:57 - 28:57
    und das ist eine Frage,
  • 28:57 - 29:00
    die ist bis heute völlig unbeantwortet ist.
  • 29:00 - 29:01
    Da gibt es Hypothesen
  • 29:01 - 29:03
    und Interpretationen
    noch und nöcher.
  • 29:03 - 29:04
    Aber es gibt keine Antwort darauf.
  • 29:04 - 29:07
    Und das macht die Quantenphysik
    so total faszinierend.
  • 29:07 - 29:12
    Es ist nicht klar ob es
    zum Beispiel notwendig ist
  • 29:12 - 29:15
    das ein Bewusstsein wahrnimmt,
  • 29:15 - 29:17
    ob die Messung stattgefunden hat
    oder nicht.
  • 29:17 - 29:19
    Das kann bis heute
    niemand zweifelsfrei beantworten.
  • 29:19 - 29:22
    Es gibt Grund zu der Annahme,
  • 29:22 - 29:25
    dass das auch ohne Bewustsein passiert.
  • 29:25 - 29:26
    Aber so richtig sicher ist man sich da nicht.
  • 29:26 - 29:27
    Es gibt keinen Beleg,
  • 29:27 - 29:29
    keine Messung,
    die das Nahe legt.
  • 29:29 - 29:31
    Sondern nur Vermutungen und Gleichungen.
  • 29:31 - 29:35
    Die so lala uns da ein bisschen
    in die Richtung drängeln
  • 29:35 - 29:36
    das anzunehmen.
  • 29:36 - 29:38
    Aber es könnte sein.
  • 29:38 - 29:40
    Das hat Erwin Schrödinger
    zum Beispiel auch zu den
  • 29:40 - 29:43
    denkwürdigen Worten hinreißen lassen:
  • 29:43 - 29:48
    "Die Gesamtanzahl des Bewusstseins
    im Universum ist genau gleich eins."
  • 29:48 - 29:50
    Und damit meinte er
    sein eigenes, schätze ich mal.
  • 29:50 - 29:53
    Gelächter
    Nämlich alles andere,
  • 29:53 - 29:55
    darüber kann er keine Aussage machen.
  • 29:55 - 29:59
    Jetzt kommen wir mal zu dem anderen Teil
    der Veranstaltung.
  • 29:59 - 30:00
    Nämlich der Kosmologie.
  • 30:00 - 30:03
    Was hat denn das jetzt
    mit Kosmologie zu tun?
  • 30:03 - 30:06
    Das hat das damit zu tun, das wir ...
  • 30:06 - 30:06
    Achso, wir müssen, ..
  • 30:06 - 30:09
    Da müssen wir gleich noch mal
    ein bisschen ausholen.
  • 30:09 - 30:13
    Irgendwann, so
    in den 1920ern, '25ern,
  • 30:13 - 30:14
    ich weis nicht genau wann es war.
  • 30:14 - 30:17
    Erwin Hubble hatte ein
    riesen langes Teleskop.
  • 30:17 - 30:19
    Und mit dem guckte er in die Welt.
  • 30:19 - 30:21
    Und stellte fest, das war schätze ich
    ein bisschen früher glaube ich.
  • 30:21 - 30:22
    Weis ich nicht.
  • 30:22 - 30:26
    Stellte fest,
    wow, es gibt mehr als nur eine Galaxie.
  • 30:26 - 30:27
    Weil, er konnte andere sehen.
  • 30:27 - 30:29
    Plötzlich, mit einem guten Teleskop.
  • 30:29 - 30:30
    Und er konnte noch etwas machen,
  • 30:30 - 30:32
    das sprengte auch dieses Weltbild,
  • 30:32 - 30:34
    das es nur eine Galaxie gibt.
  • 30:34 - 30:36
    Er konnte mehr als eine Galaxie sehen.
  • 30:36 - 30:38
    Er konnte etwas anderes sehen.
  • 30:38 - 30:42
    Anhand von explodierenden
    Supernovae, Klasse 1A.
  • 30:42 - 30:44
    Die machen ein ganz klassisches Bild.
  • 30:44 - 30:45
    Die machen so plopp.
  • 30:45 - 30:48
    Gelächter
    Krass hell.
  • 30:48 - 30:50
    In einem ganz typischen Profil
  • 30:50 - 30:52
    machen die so einen Helligkeitsausbruch.
  • 30:52 - 30:54
    Der ist so hell wie das Zentrum
  • 30:54 - 30:55
    einer ganzen Milchstraße.
  • 30:55 - 30:56
    Ein einzelner Stern.
  • 30:56 - 31:00
    Viele Milliarden Sonnenhelligkeiten hell
  • 31:00 - 31:02
    knallt so eine Supernova 1A.
  • 31:02 - 31:06
    Das kann man nehmen
    um zu gucken,
  • 31:06 - 31:07
    wie hell ist es denn.
  • 31:07 - 31:09
    Und wie schnell bewegt es sich denn.
  • 31:09 - 31:11
    Das macht man durch den, die Rotverschiebung.
  • 31:11 - 31:14
    In dem Fall übrigends auch kein Doppeleffekt,
  • 31:14 - 31:16
    sondern ein Relativistischer.
  • 31:16 - 31:17
    Das muss euch nicht interessieren.
  • 31:17 - 31:20
    Ich kann anhand
    von solchen Supernovae sehen,
  • 31:20 - 31:21
    wie weit weg ist denn so eine Galaxie.
  • 31:21 - 31:23
    Und wie schnell bewegt
    sie sich von uns weg.
  • 31:23 - 31:26
    Und er hat festgestellt,
  • 31:26 - 31:28
    dass sie sich alle von uns wegbewegen.
  • 31:28 - 31:30
    Und das ist doch irgendwie bedenklich.
  • 31:30 - 31:33
    Weil es sagt, das sie früher alle
    enger beieinander waren.
  • 31:33 - 31:35
    Und noch früher, noch enger.
  • 31:35 - 31:36
    Und noch früher noch enger.
  • 31:36 - 31:38
    Und noch früher,
    ihr ahnt es schon,
  • 31:38 - 31:39
    noch enger.
  • 31:39 - 31:41
    Ja und das kann man jetzt zurückrechnen.
  • 31:41 - 31:43
    Das kann man jetzt,
    neuere Untersuchungen,
  • 31:43 - 31:44
    man kann das genauer messen.
  • 31:44 - 31:45
    Und man kann feststellen
  • 31:45 - 31:48
    das die alle vorher mal,..
  • 31:48 - 31:50
    Ich habe es in der Einführung geschrieben.
  • 31:50 - 31:54
    Schon mal in einem,
    ja in einem Punkt, sich vereinten.
  • 31:54 - 31:56
    In so etwas bizzarem wie
  • 31:56 - 32:00
    einem Punkt
    der größe einer Quantenlänge.
  • 32:00 - 32:02
    Das ist so zehn hoch Minus ,
  • 32:02 - 32:02
    wie viel war das,
  • 32:02 - 32:03
    34 oder 35?
    [10^⁻34 ...10^-35]
  • 32:03 - 32:04
    Das ist extrem klein,
  • 32:04 - 32:05
    das ist die kleinste Länge die wir
  • 32:05 - 32:09
    physikalisch noch vernünftig
    darstellen können.
  • 32:09 - 32:11
    Für alle kleineren Längen
    würden Teilchen,
  • 32:11 - 32:12
    wegen der Unschärferelation,
  • 32:12 - 32:13
    sofort zu schwarzen Löchern.
  • 32:13 - 32:15
    Deswegen macht eine Physik,
  • 32:15 - 32:16
    unsere Physik,
    in diesen Größen
  • 32:16 - 32:18
    keinen Sinn mehr.
  • 32:18 - 32:19
    Das ist aber auch egal.
    Gelächter
  • 32:19 - 32:20
    Das heißt,
    das ganze Universum
  • 32:20 - 32:21
    war mal,...
  • 32:21 - 32:24
    Ja wir können einfach
    keine Aussage darüber machen.
  • 32:24 - 32:26
    Desswegen zuckt der Physiker
    mit den Schultern
  • 32:26 - 32:27
    und sagt, ja Leute,
    weiß ich auch nicht.
  • 32:27 - 32:28
    Gelächter
  • 32:28 - 32:31
    Ja der Physiker sagt
    auch nicht warum.
  • 32:31 - 32:33
    Der sagt immer nur WIE
  • 32:33 - 32:34
    etwas funktioniert.
  • 32:34 - 32:35
    Warum, das tun dann die Philosophen.
  • 32:35 - 32:37
    Da gibt es auch die Interpretationen
    der Quantenmechanik
  • 32:37 - 32:39
    und die Koppenhagener Deutung.
  • 32:39 - 32:41
    Wo sie dann sagen, ist doch egal,
  • 32:41 - 32:42
    rechne es halt aus.
  • 32:42 - 32:45
    Gelächter
  • 32:45 - 32:46
    So, Einstein war ganz anderer Auffassung.
  • 32:46 - 32:48
    Der meinte es müsste schon real sein.
  • 32:48 - 32:50
    Und das ist das Problem.
  • 32:50 - 32:52
    Wir müssen, ...
    Kurz zurück zur Quantenphysik.
  • 32:52 - 32:53
    Hatte ich vergessen.
  • 32:53 - 32:55
    Wir müssen uns verabschieden
    von einem der beiden Konzepte.
  • 32:55 - 32:58
    Nämlich,
    ist unsere Welt lokal,
  • 32:58 - 33:01
    das heißt,
    haben Dinge einen echten Ort.
  • 33:01 - 33:07
    Dann müssen wir uns davon verabschieden
    das sie real ist.
  • 33:07 - 33:09
    Ja?
    Also
  • 33:09 - 33:10
    Oder ist sie real?
  • 33:10 - 33:13
    Aber dann haben die Dinge
    keinen echten Ort.
  • 33:13 - 33:16
    Dann ist das Konzept Ort,
    Raum um Zeit
  • 33:16 - 33:18
    irgendwie scheiße.
  • 33:18 - 33:20
    Funktioniert einfach nicht mehr.
    Ja?
  • 33:20 - 33:23
    Dann ist das,
    wie wir heute Raum und Zeit wahrnehmen,
  • 33:23 - 33:25
    einfach reine Illusion.
  • 33:25 - 33:29
    Und nicht wirklich das was
    da im Kleinsten passiert,
  • 33:29 - 33:30
    nicht greifbar.
  • 33:30 - 33:32
    Nicht in diesen Dimensionen, ...
  • 33:32 - 33:34
    nicht in dieser Wahrnehmung
    greifbar.
  • 33:34 - 33:36
    Zurück zur Kosmologie.
  • 33:36 - 33:37
    Wir sind also jetzt zurück am,
  • 33:37 - 33:39
    zurückgerechnet an
    den Anfang des Universums.
  • 33:39 - 33:41
    Das ganze Universum
  • 33:41 - 33:42
    und das versteht man besser,
  • 33:42 - 33:44
    wenn man versteht,
    das so Dinge,
  • 33:44 - 33:46
    Teilchen,
    bestehen aus Protonen,
  • 33:46 - 33:48
    aus Neutronen,
    aus Elektronen.
  • 33:48 - 33:49
    Protonen und Neutronen
  • 33:49 - 33:50
    bestehen übrigens Quarks.
  • 33:50 - 33:53
    Und Quarks haben,
    soweit wir heute wissen,
  • 33:53 - 33:55
    keine Größe.
  • 33:55 - 33:57
    Scheiße.
  • 33:57 - 34:00
    So, und dann kommt der
    Stringtheoretiker
  • 34:00 - 34:02
    und sagt, aber doch!
  • 34:02 - 34:03
    Aber ganz klein.
  • 34:03 - 34:04
    Ist halt so ein String.
  • 34:04 - 34:05
    Aber interessiert
    uns im Augenblick nicht.
  • 34:05 - 34:07
    Nach der heute klassischen,
  • 34:07 - 34:10
    ich nenne sie jetzt mal klassischen,
  • 34:10 - 34:11
    die Quantenmechanik.
  • 34:11 - 34:14
    Also nach der heutigen Auffassung,
  • 34:14 - 34:15
    der Nicht-Stringtheoretiker,
  • 34:15 - 34:16
    haben Quarks keine Größe.
  • 34:16 - 34:18
    Die sind also nicht
    irgendwie groß.
  • 34:18 - 34:20
    Die bestehen aus reiner Energie.
  • 34:20 - 34:21
    Das heißt,
    wir fassen noch mal zusammen.
  • 34:21 - 34:23
    Alles woraus ihr so besteht,
  • 34:23 - 34:24
    besteht aus reiner Energie.
  • 34:24 - 34:26
    Das sind so stehende Wellen,
  • 34:26 - 34:28
    die so in sich wabern.
  • 34:28 - 34:29
    Aber keine Größe haben.
  • 34:29 - 34:30
    Also schwingende Energie,
  • 34:30 - 34:32
    die irgendwie keine Größe hat.
  • 34:32 - 34:34
    Die auch nur,
  • 34:34 - 34:35
    und das müsst ihr mal überlegen...
  • 34:35 - 34:37
    So ein Proton hat ja eine Masse.
  • 34:37 - 34:38
    Ne?
    Die kann man auch messen.
  • 34:38 - 34:40
    Das ist kompliziert,
    das könnt ihr nachlesen wie man das macht.
  • 34:40 - 34:42
    Und jetzt kriegt man raus,
  • 34:42 - 34:44
    drei Quarks haben jetzt irgendwie
    auch eine Energie,
  • 34:44 - 34:45
    und auch dadurch irgendwie eine Masse.
  • 34:45 - 34:47
    Vielleicht auch irgendwie eine Ruhemasse.
  • 34:47 - 34:49
    Aber das ist überhaupt nicht identisch
  • 34:49 - 34:51
    mit der Masse des Protons.
  • 34:51 - 34:54
    Diese drei Quarks wiegen gerade ein mal
  • 34:54 - 34:56
    3% oder so,
    dessen was so ein Proton wiegt.
  • 34:56 - 34:59
    Der Rest dieser Masse kommt
    aus der Energie,
  • 34:59 - 35:01
    die da hin und her flutscht.
  • 35:01 - 35:02
    Und aus der,
  • 35:02 - 35:05
    habt ihr vielleicht schon ein mal gehört
    Quantenfluktuation.
  • 35:05 - 35:06
    Was ist Quantenfluktuation?
  • 35:06 - 35:12
    Das ist ein bizzares Konstrukt
    der Heisenbergschen Unschärferelation.
  • 35:12 - 35:14
    Wenn es nur schnell genug geht,
  • 35:14 - 35:17
    dann kann,
    also unterhalb der Plankzeit,
  • 35:17 - 35:18
    die Plankzeit,
    ist die Zeit die das Licht braucht
  • 35:18 - 35:21
    um durch die Plankstrecke zu fliegen.
  • 35:21 - 35:24
    Also diese 10^⁻34 oder 10^-35.
  • 35:24 - 35:26
    Die ist irre kurz diese Zeit.
  • 35:26 - 35:28
    Aber unterhalb dieser Zeit
    gilt unsere Physik nicht.
  • 35:28 - 35:30
    Das heißt da darf sie auch
    beliebig verletzt werden.
  • 35:30 - 35:32
    Da darf auch der
    Energieerhaltungssatz verletzt werden.
  • 35:32 - 35:33
    Alles was ihr gelernt habt
  • 35:33 - 35:36
    was heilig und wichtig in der Physik ist
  • 35:36 - 35:38
    ist unterhalb der Plankzeit
    überhaupt kein Problem.
  • 35:38 - 35:41
    Da kann also spontan
    so viel Energie entstehen,
  • 35:41 - 35:43
    das ein Teilchen entsteht,
    oder zwei.
  • 35:43 - 35:46
    Logischer weise,
    weil ich hab ja dann irgendwie
  • 35:46 - 35:48
    ein Teilchen und sein Anti-Teilchen.
  • 35:48 - 35:50
    So, die müssen nur schnell genug
    wieder verschwinden.
  • 35:50 - 35:52
    Dann ist ja die Physik ja auch nicht verletzt.
  • 35:52 - 35:54
    Da ist in Summe..,
    zwei Striche drunter, ist alles wieder Null.
  • 35:54 - 35:56
    Alles ist wieder gut.
    lautes Gelächter
  • 35:56 - 35:59
    Der theoretische Physiker ist zufrieden.
  • 35:59 - 36:03
    Applaus
  • 36:03 - 36:05
    Alles prima, Fisch geputzt.
  • 36:05 - 36:07
    Jetzt haben wir aber,
    wenn das halt ständig passiert.
  • 36:07 - 36:10
    Und das passiert tatsächlich
    und das ständig.
  • 36:10 - 36:13
    Dann haben wir,...
    Da entsteht Energie und vergeht wieder.
  • 36:13 - 36:18
    Und diese Energie trägt jetzt tatsächlich
    und ehrlich zur Masse dieses Protons bei.
  • 36:18 - 36:21
    Also virtuelle Teilchen,
    die irgendwie aus dem nichts entstehen
  • 36:21 - 36:22
    und wieder verschwinden.
  • 36:22 - 36:25
    Und jetzt stellen wir uns ein mal,..
    Also wir haben festgestellt alle Materie
  • 36:25 - 36:28
    die ihr kennt besteht eigentlich
    irgendwie aus ganz kleinen Teilchen,
  • 36:28 - 36:29
    die, wenn man noch genauer hin guckt,
  • 36:29 - 36:30
    eigentlich irgendwie nichts sind.
  • 36:30 - 36:33
    Außer für die Stringtheoretiker.
  • 36:33 - 36:34
    So und jetzt wird auch klar warum
  • 36:34 - 36:36
    alles an Materie,
  • 36:36 - 36:37
    das ist eigentlich keine Materie.
  • 36:37 - 36:40
    Einstein hat ja auch gesagt E=mc².
  • 36:40 - 36:41
    Das ist ja alles Energie.
  • 36:41 - 36:43
    Also diese ganze Energie, Materie,
    alles woraus ihr besteht
  • 36:43 - 36:46
    war also mal völlig klein zusammen gepresst.
  • 36:46 - 36:50
    In einem Raumsegment,
    das so klein ist wie,
  • 36:50 - 36:52
    ja kann man sich garnicht mehr vorstellen.
  • 36:52 - 36:55
    Ein millionstel milliardstel
    milliardstel milliardstel
  • 36:55 - 36:58
    eines Meters.
  • 36:58 - 37:01
    Also all diese Energie passte da rein.
  • 37:01 - 37:04
    Weil sie ja quasi aus nichts besteht.
  • 37:04 - 37:06
    Weil,
    und das ist jetzt die Idee dahinter,
  • 37:06 - 37:08
    und die ist aber noch nicht bewiesen.
  • 37:08 - 37:10
    Aber das ist die Idee des Ursprungs des Universums.
  • 37:10 - 37:13
    Dieses ganze Universum könnte
  • 37:13 - 37:15
    aus so einer Quantenfluktuation
    entstanden sein.
  • 37:15 - 37:20
    Also eine Verletzung dieses,
    diese Physik im kleinsten.
  • 37:20 - 37:22
    Die so groß war,
    vielleicht,
  • 37:22 - 37:25
    so könnte man sich das vorstellen.
    Ist ein bisschen bizarr, schwer vorzustellen.
  • 37:25 - 37:28
    Das die so groß war,
    das in diesem Raum etwas passierte.
  • 37:28 - 37:31
    Nämlich das er sich explosionsartig
    ausgedehnt hat.
  • 37:31 - 37:32
    So schnell,
  • 37:32 - 37:35
    und das verletzt übrigends auch die
    Rellativitätstheorie nicht,
  • 37:35 - 37:36
    das der Raum zwischen den Teilchen
  • 37:36 - 37:39
    mit Überlichtgeschwindigkeit mehr wurde.
  • 37:39 - 37:40
    Das heißt die Teilchen haben sich
  • 37:40 - 37:41
    überhaupt nicht bewegt.
  • 37:41 - 37:42
    Aber der Raum zwischen ihnen
  • 37:42 - 37:44
    wurde so schnell mehr
  • 37:44 - 37:45
    das sie sich quasi trozdem
  • 37:45 - 37:47
    mit Überlichtgeschwindigkeit
    von einander entfernt haben.
  • 37:47 - 37:48
    Gelächter
  • 37:48 - 37:50
    So das sie sich einfach
    nicht wieder gefunden haben
  • 37:50 - 37:52
    um wieder im nichts zu verschwinden.
  • 37:52 - 37:56
    So und das nennt man
    die kosmische Inflation.
  • 37:56 - 37:58
    Habt ihr vielleicht auch schon ein mal gehört.
  • 37:58 - 37:59
    Da wurde nämlich neulich behauptet
  • 37:59 - 38:02
    'Jeah, wir haben sie gefunden,
    wir konnten sie nachweisen.'
  • 38:02 - 38:03
    Weil bisher kann man,
  • 38:03 - 38:05
    und das finde ich
    auch schon sehr bemerkenswert,
  • 38:05 - 38:07
    die Hintergrundstrahlung
    die man sich heute anschaut,..
  • 38:07 - 38:08
    Da schaut man zurück.
  • 38:08 - 38:12
    Heute ist das Universum 13,82 Mrd. Jahre alt.
  • 38:12 - 38:14
    Man kann zurück schauen,
  • 38:14 - 38:16
    mit entsprechenden Messgeräten,
  • 38:16 - 38:20
    bis auf eine einen Zeitpunkt
    300.000 Jahre rund.
  • 38:20 - 38:22
    Nach dem Beginn des Universums.
  • 38:22 - 38:23
    Das ist nämlich der Zeitpunkt
  • 38:23 - 38:25
    zu dem das Universum durchsichtig wurde.
  • 38:25 - 38:27
    Vorher war das alles ein großes Plasma.
  • 38:27 - 38:29
    Die Photonen gab es so garnicht.
  • 38:29 - 38:32
    Das war alles Energie
    und undurchsichtig.
  • 38:32 - 38:34
    Und nach 300.000 Jahren oder so,
  • 38:34 - 38:35
    manch sagen auch 100.000,
  • 38:35 - 38:38
    das weis keiner so genau genau,
  • 38:38 - 38:39
    wurde es langsam durchsichtig.
  • 38:39 - 38:41
    Und was wir jetzt sehen ist
    die Hintergrundstrahlung.
  • 38:41 - 38:45
    Das sind so Flächen von
    Temperaturschwankungen
  • 38:45 - 38:48
    im Hintergrund des Universums,
    wenn man so will.
  • 38:48 - 38:50
    Und diese Schwankung,
  • 38:50 - 38:51
    das was man da sieht,
  • 38:51 - 38:54
    diese Helligkeitsunterschiede
    in diesen Bildern,
  • 38:54 - 38:56
    das ist letztlich
    die Ursache dafür
  • 38:56 - 39:00
    das es überhaupt Planeten,
    Sterne, Galaxien
  • 39:00 - 39:02
    und so weiter gebildet haben.
  • 39:02 - 39:04
    Sonst hätte sich ja alles gleichmäßig,
    komplett gleichmäßig verteilt
  • 39:04 - 39:05
    und dann wäre gut gewesen.
  • 39:05 - 39:07
    Aber das was wir da sehen,
  • 39:07 - 39:10
    wenn die Physik von heute Recht hat,
  • 39:10 - 39:13
    ist die Quantenfluktuation des Raumes,
  • 39:13 - 39:16
    zur Zeit des Beginn des Universums.
  • 39:16 - 39:18
    Das dazu geführt hat das sich jetzt
  • 39:18 - 39:21
    also überall Planeten und Sterne
  • 39:21 - 39:23
    und so weiter bilden.
  • 39:23 - 39:25
    Und die Sterne dann explodieren.
  • 39:25 - 39:28
    Die Physikalischen Gesetzte sozusagen bilden.
  • 39:28 - 39:31
    In dem Moment
    wo das Universum entstanden ist.
  • 39:31 - 39:36
    Auf eine ja sehr sehr quantenmechanische Art
    und Weise.
  • 39:36 - 39:39
    Und jetzt gab es eigentlich einen Beweis dafür.
  • 39:39 - 39:42
    Den hat das BICEP 2 Experiment
  • 39:42 - 39:44
    mal zu führen versucht.
  • 39:44 - 39:46
    Die haben also festgestellt,
  • 39:46 - 39:48
    dass bei dieser kosmischen Inflation,
  • 39:48 - 39:51
    die bisher nur eine Theorie ist,
  • 39:51 - 39:53
    bei der hätte etwas passieren müssen.
  • 39:53 - 39:55
    Nämlich sogenannte Gravitationswellen.
  • 39:55 - 39:57
    Das kann man sich so vorstellen,
  • 39:57 - 39:58
    wenn jetzt plötzlich unsere Sonne,
  • 39:58 - 40:00
    einfach mal so verschwinden würde.
  • 40:00 - 40:03
    Weil mit Überlichtgeschwindigkeit
  • 40:03 - 40:05
    der Raum sich zischen uns
    und Sonne ausdehnt.
  • 40:05 - 40:06
    Dann wäre also die Sonne pft,
    einfach weg.
  • 40:06 - 40:09
    Dann würde jetzt im Raum,
  • 40:09 - 40:11
    der ist ja gekrümmt
    durch die Sonne,
  • 40:11 - 40:13
    ist schwer vorstellbar,
    macht aber nichts,...
  • 40:13 - 40:15
    Der würde jetz irgendwie so boww machen.
    (macht Wellenbewegung mit Armen)
  • 40:15 - 40:16
    Und das wäre eine Graviationswelle.
  • 40:16 - 40:19
    Das wüde also machen
    das unser Raum hier
  • 40:19 - 40:20
    kleiner und wieder größer würde.
  • 40:20 - 40:21
    Ja?
  • 40:21 - 40:24
    Eine Gravitationswelle würde,
  • 40:24 - 40:26
    die würde man sehen
  • 40:26 - 40:29
    in der Polarisation der Hintergrundstrahlung.
  • 40:29 - 40:31
    Und BICEP 2 hat das gemessen.
  • 40:31 - 40:33
    und wollte damit die
    kosmische Inflation nachweisen.
  • 40:33 - 40:36
    Das ist ihnen nicht gelungen.
  • 40:36 - 40:38
    Aus einem ärgerlichen Grund.
  • 40:38 - 40:40
    Sie haben den Korrekturfaktor,
  • 40:40 - 40:42
    den sie einpflegen mussten
  • 40:42 - 40:46
    weil Staub im Universum auch
    die Polarisation verändern kann.
  • 40:46 - 40:50
    Den hatten sie von einer
    PowerPoint Folie
  • 40:50 - 40:54
    vom Plank Experiment
    vom Plank Sateliten abfotographiert,
  • 40:54 - 40:56
    weil das noch nicht veröffentlicht war.
  • 40:56 - 40:59
    Und darum war das halt
    nicht so richtig genau
  • 40:59 - 41:03
    und jetzt gibt es aber eine
    8%-ige Chanze dafür,
  • 41:03 - 41:06
    das sie doch nicht recht haben.
  • 41:06 - 41:09
    Und 8% Irrtumsmöglichkeit
    reicht einfach bei einem
  • 41:09 - 41:12
    der wichtigsten Experimente
    unsere Zeit
  • 41:12 - 41:13
    überhaupt nicht aus um zu sagen
  • 41:13 - 41:17
    'O.K., damit ist..
    uh 8% Unsicherheit,
  • 41:17 - 41:18
    lassen wir unter den Tisch fallen'.
  • 41:18 - 41:21
    Man könnte sagen
    damit wäre die Inflation belegt.
  • 41:21 - 41:23
    Das ist sie nicht.
  • 41:23 - 41:28
    Weil 8% sind halt einfach ein
    viel zu großer Fehler, noch.
  • 41:28 - 41:30
    Das heißt jetzt wird weiter daran gefoscht.
  • 41:30 - 41:31
    Ihr könnt euch darauf freuen.
  • 41:31 - 41:36
    Wenn das tatsächlich der Fall ist,
  • 41:36 - 41:38
    das die kosmische Inflation belegt wird.
  • 41:38 - 41:39
    Durch ein solches Experiment.
  • 41:39 - 41:41
    Dann ist damit auch belegt,
  • 41:41 - 41:44
    dass der Urknall wirklich
    so gewesen ist.
  • 41:44 - 41:47
    Das wir also wirklich aus einer
  • 41:47 - 41:48
    Quantenfluktuation entstanden ist.
  • 41:48 - 41:50
    Da gibt es genug Raum zum forschen.
  • 41:50 - 41:51
    Kann ich trozdem noch,...
  • 41:51 - 41:53
    Also alles lohnt sich immer noch,
  • 41:53 - 41:56
    Quantenphysiker oder Kosmologe zu werden.
  • 41:56 - 41:58
    Weil immer noch steht
    die Frage im Raum,
  • 41:58 - 42:00
    was, ja was ist denn außerhalb.
  • 42:00 - 42:02
    Was ist denn in dieser uns
    nicht bekannten Physik.
  • 42:02 - 42:04
    Kleiner der Plankgröße,
  • 42:04 - 42:06
    kürzer der Plankzeit.
  • 42:06 - 42:08
    Ganz kompliziert.
  • 42:08 - 42:09
    Zu ganz vielen Themen
    kommen wir garnicht.
  • 42:09 - 42:10
    So ein Vortrag kannst du
    drei Stunden halten
  • 42:10 - 42:14
    und dann bist du noch
    lange nicht im Pudding angekommen.
  • 42:14 - 42:18
    Aber wenn dieses Experiment irgendwann
    bestätigt wird,
  • 42:18 - 42:21
    dann ist klar,
    erstens, dass unser Universum
  • 42:21 - 42:23
    aus einer Quantenfluktuation
    enstanden ist,
  • 42:23 - 42:27
    dass es außerdem es
    ausgesprochen naheliegend ist
  • 42:27 - 42:30
    das es viele davon gibt.
  • 42:30 - 42:35
    Viele Universen,
    mit vielen verschiedenen Physiken in ihnen.
  • 42:35 - 42:37
    Weil eins kann man ja schon als
    sehr bizarr darstellen.
  • 42:37 - 42:40
    Nämlich das wir hier sind.
    Das ist ja wahnsinnig unwahrscheinlich.
  • 42:40 - 42:43
    Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten,
  • 42:43 - 42:46
    entweder hatte irgend jemand
    seine Hand im Spiel,
  • 42:46 - 42:50
    so ein gottmäßiger Wesens-Heini,
  • 42:50 - 42:54
    oder aber es war so unwahrscheinlich
    wie es ist.
  • 42:54 - 42:55
    Weil das es reiner Zufall war,
  • 42:55 - 42:57
    das etwas einmal passiert ist,
  • 42:57 - 42:59
    was zu so bizarren, unwahrscheinlichem,
    mega Glück geführt hat.
  • 42:59 - 43:01
    Ist ziemlich ziemlich ziemlich unwahrscheinlich.
  • 43:01 - 43:03
    Es könnte aber auch sein das es einfach,
  • 43:03 - 43:07
    genau dass, permanent, überall
    und immer wieder passiert ist.
  • 43:07 - 43:10
    Und das wir halt einfach nur,
    dadurch das wir hier sind,
  • 43:10 - 43:11
    der Beweis dafür sind,
  • 43:11 - 43:13
    das es einmal so passiert ist,
    das man da sein kann.
  • 43:13 - 43:15
    Weil sonst wären wir ja nicht hier
  • 43:15 - 43:18
    und könnten es nicht sehen.
    Gelächter
  • 43:18 - 43:25
    Logisch.
    Applaus
  • 43:25 - 43:28
    Also, jetzt könnten wir noch auf
  • 43:28 - 43:30
    das Higgs-Boson eingehen,
  • 43:30 - 43:31
    wir schaffen das in einer Stunde garnicht.
  • 43:31 - 43:33
    Wir könne auch gerne,
    wer Bock hat,
  • 43:33 - 43:34
    wir können danach weiter machen,
    irgendwann.
  • 43:34 - 43:36
    Nicht heute, ich muss gleich weg,
  • 43:36 - 43:37
    aber morgen gerne.
  • 43:37 - 43:40
    Mich finden und drüber reden
    mache ich gerne.
  • 43:40 - 43:42
    Ich fasse zusammen.
  • 43:42 - 43:46
    Es ist nicht nur hypothetisch,
    nicht nur theoretisch,
  • 43:46 - 43:49
    sondern es ist im Augenblick
    sehr naheliegend,
  • 43:49 - 43:50
    nach allem was wir wissen,
  • 43:50 - 43:54
    dass das Universum irgendwie,
  • 43:54 - 43:55
    wie weiß immer noch keiner,
  • 43:55 - 43:57
    gibt es neue Theorien,
  • 43:57 - 44:00
    Superstring, Supersymetrie,
    M-Theorie,
  • 44:00 - 44:03
    könnt ihr alles nachlesen,
    macht richtig Spaß, richtig kompliziert.
  • 44:03 - 44:07
    Dass das Universum irgendwie mal
  • 44:07 - 44:10
    sehr sehr sehr sehr sehr klein war.
  • 44:10 - 44:12
    Kleiner als alles was wir
    und vorstellen können.
  • 44:12 - 44:13
    Alle Energie, alle Materie,
  • 44:13 - 44:15
    alles was da drin ist,
    war da mal drin.
  • 44:15 - 44:17
    Das es sich rasant ausgedehnt hat.
  • 44:17 - 44:18
    Achso, was wir vergessen haben.
  • 44:18 - 44:21
    Dunkle Energie, dunkle Materie.
  • 44:21 - 44:24
    Die ist noch ganz wichtig,
    weil, die kann man messen.
  • 44:24 - 44:26
    Das ist kein 'naja, wissen wir auch nicht...'
  • 44:26 - 44:27
    'nennen wir es mal dunkel..'
  • 44:27 - 44:28
    Sondern ich kann sehen
  • 44:28 - 44:31
    Spiralgalaxien drehen sich viel schneller
  • 44:31 - 44:33
    als sie das eigentlich dürften,
  • 44:33 - 44:36
    wenn die Materie, die wir sehen können,
  • 44:36 - 44:37
    alle Materie ist, die da ist.
  • 44:37 - 44:39
    Man kann sehr genau messen
  • 44:39 - 44:41
    das da noch mehr Materie sein muss,
  • 44:41 - 44:44
    die man nicht sehen kann.
  • 44:44 - 44:45
    Man kann außerdem inzwischen
  • 44:45 - 44:48
    sehr genau messen
    das sich weit entfernte Galaxien
  • 44:48 - 44:50
    von uns sehr viel schneller weg bewegen
  • 44:50 - 44:51
    als sie das dürften,
  • 44:51 - 44:53
    wenn sich das Universum gleichmäßig
  • 44:53 - 44:55
    oder verlangsamt ausdehnen würde.
  • 44:55 - 44:57
    Das heißt, wir stellen fest, das Universum
    dehnt sich beschleunigt aus.
  • 44:57 - 44:58
    Das Universum wird schneller dabei,
  • 44:58 - 45:00
    also muss irgend eine Energie
  • 45:00 - 45:02
    das Universum auseinander treiben.
  • 45:02 - 45:04
    Niemand weiß was das für eine Energie ist.
  • 45:04 - 45:07
    Aber die dunkle Materie und die dunkle Energie,
  • 45:07 - 45:09
    also dunkel heißt nur wir wissen es nicht,
  • 45:09 - 45:10
    aber wir sehen das sie da ist.
  • 45:10 - 45:12
    Wir können sie wirken sehen.
  • 45:12 - 45:15
    Diese dunkle Materie und diese dunkle Energie
  • 45:15 - 45:21
    machen 95%, 98% der gesamten Energie
    im Universum aus.
  • 45:21 - 45:22
    Das heißt, das was wir sehen können,
  • 45:22 - 45:26
    alle Energie der Sterne, die Planeten,
    wir alle hier,
  • 45:26 - 45:28
    machen einen eigentlich nichts.
  • 45:28 - 45:29
    Wir sind alle völlig irrelevant in
  • 45:29 - 45:32
    diesem Energiegefüge des
    gesammten Universums.
  • 45:32 - 45:33
    Wir können aber sehen das es da ist.
  • 45:33 - 45:35
    Und jetzt haltet euch fest,
  • 45:35 - 45:37
    damit kommen wir auch schon
    fast zum Schluss,
  • 45:37 - 45:39
    alle diese Energien zusammen zählen
  • 45:39 - 45:41
    und dem Umstand das wir nachweisen können
  • 45:41 - 45:42
    dass das Universum komplett flach ist.
  • 45:42 - 45:45
    Das es also nicht irgendwie in
    großem Maßstab gekrümmt,
  • 45:45 - 45:49
    in sich, nach innen oder außen gekrümmt
    ist
  • 45:49 - 45:50
    oder so,
    sondern total flach ist.
  • 45:50 - 45:53
    Wenn wir all diese Energien zusammenrechnen,
  • 45:53 - 45:55
    die positiven, die auseinander treibenden,
  • 45:55 - 45:57
    die anziehenden, insgesamt,
  • 45:57 - 45:59
    und machen zwei große Striche darunter
  • 45:59 - 46:01
    dann kommt genau Null raus.
  • 46:01 - 46:04
    So und das ist ein weiteres Indiz dafür,
  • 46:04 - 46:07
    kein Beleg, aber ein weiteres Indiz dafür,
  • 46:07 - 46:09
    dass das Universum, so wie wir es kennen,
    so wie wir es hier sehen,
  • 46:09 - 46:12
    mit allem physikalischen,
    in allem drum und dran,
  • 46:12 - 46:14
    aus NICHTS entstanden ist.
  • 46:14 - 46:18
    Weil es so etwas wie die
    heisenbergsche Unschärferelation gibt.
  • 46:18 - 46:22
    Weil es, und so könnte man sagen,
    es die Möglichkeit dazu gab.
  • 46:22 - 46:26
    Das also ist sozusagen die Realität,
  • 46:26 - 46:28
    die mögliche, eine mögliche Realität gab
  • 46:28 - 46:30
    in der es passieren konnte.
  • 46:30 - 46:34
    Und da es zu dem Zeitpunkt so etwas wie Zeit
    auch nicht gab,
  • 46:34 - 46:37
    gab es auch keine Zeitbeschränkung
    das auszuprobieren.
  • 46:37 - 46:40
    Das heißt, man könnte jetzt
    auch rückwärts sagen,
  • 46:40 - 46:43
    es ist dieses gesammte Universum aus einer,
  • 46:43 - 46:48
    ja gigantischen ...,
    aus irgend einer Art Überlagerungszustand entstanden.
  • 46:48 - 46:50
    Weil es das konnte,
    einfach nur so.
  • 46:50 - 46:52
    Aus dem absoluten Nichts.
    Gelächter
  • 46:52 - 46:55
    Und es gibt keinen notwendigen Grund dafür.
  • 46:55 - 46:57
    Das ist auch ganz wichtig zu verstehen.
  • 46:57 - 46:59
    Damit möchte ich eigentlich
    zum Schluss kommen
  • 46:59 - 47:02
    und euch ein paar Fragen gestatten.
  • 47:02 - 47:04
    Ich weiß das war sehr viel
    in sehr kurzer Zeit.
  • 47:04 - 47:06
    Ich hatte nach drei Stunden gefragt,
    aber naja.
  • 47:06 - 47:26
    lauter Applaus
  • 47:26 - 47:32
    Engel: Super.
  • 47:32 - 47:34
    E: Du hast jetzt so schnell geredet,
  • 47:34 - 47:36
    sag mal ich habe dir hier extra Wasser hingestellt.
  • 47:36 - 47:37
    Steini: lacht Danke.
  • 47:37 - 47:40
    S: Keine Zeit für so etwas.
  • 47:40 - 47:44
    E: So, hat denn jemand Fragen an Steini?
  • 47:44 - 47:49
    Dann bitte an ein von den
    vier Mikrophonen im Gang hinstellen.
  • 47:49 - 47:52
    Und die Leute die jetzt gehen bitte ganz leise
  • 47:52 - 47:55
    durch die vordere Tür.
  • 47:55 - 47:57
    Fangen wir ein mal da drüben an,
  • 47:57 - 48:01
    auf der, das ist jetzt unsere rechte Seite,
    Eins bitte.
  • 48:01 - 48:07
    Q1: Ja hi,
    erst ein mal danke für den Vortrag.
  • 48:07 - 48:09
    Du hattest von den
    Quantenfluktuationen gesprochen
  • 48:09 - 48:11
    und die schienen mir so ein bisschen so,
    beliebig.
  • 48:11 - 48:15
    So als wenn da alle möglichen
    Quantenfluktuationen passieren könnten.
  • 48:15 - 48:19
    Oder auch alles mögliche
    da wahrscheinlich wäre.
  • 48:19 - 48:20
    Desswegen würde mich jetzt interessieren
  • 48:20 - 48:23
    in wie fern jetzt vielleicht
    erst das messen,
  • 48:23 - 48:25
    also das beobachten
    dieser Quantenfluktuatioen,
  • 48:25 - 48:28
    was ja jetzt möglicherweise geschehen ist,
  • 48:28 - 48:32
    auch da jetzt, die sozusagen erst festgelegt
    hat
  • 48:32 - 48:36
    wirklich in ihrer Form.
  • 48:36 - 48:39
    S: Das Problem mit der Messung der
    Quantenfluktuation ist,
  • 48:39 - 48:41
    die kann man nicht ohne weiteres messen.
  • 48:41 - 48:42
    Es gibt einen Effekt,
  • 48:42 - 48:46
    den ein Herr Casimir
    vorher gesagt hat.
  • 48:46 - 48:48
    Desswegen heißt er auch der
    Casimir-Effekt.
  • 48:48 - 48:50
    Bei dem er davon ausgeht das wir zwei
  • 48:50 - 48:54
    sehr plane, gerade Platten, sehr paralell,
  • 48:54 - 48:56
    metallisch, eng aneinander bringen.
  • 48:56 - 48:58
    und da virtuelle Teilchen überall entstehen,
  • 48:58 - 49:01
    aber die Quantenphysik uns sagt,
  • 49:01 - 49:04
    dass nur Teilchen entstehen können,
  • 49:04 - 49:06
    in einem Raum, die ganze Teilchen sind,
  • 49:06 - 49:08
    das ist ja der Witz der Quantenphysik,
  • 49:08 - 49:09
    also zwischen den beiden Platten nur
  • 49:09 - 49:10
    solche Teilchen enststehen können,
  • 49:10 - 49:12
    wenn das die Platte ist und das,
  • 49:12 - 49:13
    die halt da komplett,
  • 49:13 - 49:17
    oder doppelt, oder drei mal,
    oder vier mal rein passen.
  • 49:17 - 49:21
    Aber nicht so zwei drittel, oder anderthalb
    mal.
  • 49:21 - 49:23
    Das heißt, zwischen diesen Platten
  • 49:23 - 49:26
    können nur andere Teilchen entstehen,
    als draußen.
  • 49:26 - 49:27
    Also weniger.
  • 49:27 - 49:28
    Das müsste eigentlich dazu führen das
  • 49:28 - 49:30
    diese Platten aufeinander zutreiben.
  • 49:30 - 49:33
    Weil draußen mehr Teilchen
    mit der Platte
  • 49:33 - 49:34
    wechselwirken als innen.
  • 49:34 - 49:36
    Das kann man messen.
  • 49:36 - 49:39
    Diesen Effekt,
    diese Kraft kann man messen.
  • 49:39 - 49:41
    Ich bin mir nicht 100%ig sicher
  • 49:41 - 49:45
    ob heute schon physikalisch,
    allgemein anerkannt ist,
  • 49:45 - 49:49
    das diese Kraft wirklich durch den
    Casimir-,
  • 49:49 - 49:52
    den postulierten,
    Quatenfluktuations-Effekt entsteht.
  • 49:52 - 49:54
    Aber was man tun kannt, ist
  • 49:54 - 49:58
    man kann sie mathematisch
    entsprechend vorhersagen.
  • 49:58 - 50:03
    Und mathematisch kann ein
    beliebiges,
  • 50:03 - 50:05
    eine eigentlich,
    aus meiner Erkenntnis,
  • 50:05 - 50:10
    ich bin weder Quantenphysiker,
    noch Kosmologe,
  • 50:10 - 50:11
    aber meiner Erkenntnis nach
  • 50:11 - 50:14
    könnten theoretisch belibige Teilchen
  • 50:14 - 50:16
    entstehen und wieder vergehen.
  • 50:16 - 50:17
    Ist übrigend auch eine Ursache der
  • 50:17 - 50:19
    sogenannten Hawkings-Strahlung.
  • 50:19 - 50:22
    Bei der solche Teilchenpaare genau
    an der Grenze
  • 50:22 - 50:24
    des Ereignisshorizontes eines
    schwarzen Loches entsteht.
  • 50:24 - 50:27
    Und das eine Teilchen in das
    schwarze Loch rein saust
  • 50:27 - 50:29
    und das andere nach draußen.
  • 50:29 - 50:30
    Die finden sich auch nicht wieder.
  • 50:30 - 50:32
    Das führt dazu, bizarrer Weise,
  • 50:32 - 50:34
    das, obwohl ein Teilchen in das
    schwarze Loch hinein geht,
  • 50:34 - 50:36
    das Loch Energie verliert.
  • 50:36 - 50:38
    Weil sonst würde ja der
    Energieerhaltungssatz
  • 50:38 - 50:39
    nicht mehr stimmen.
  • 50:39 - 50:41
    Und das führt dazu das alle
    schwazen Löcher
  • 50:41 - 50:42
    irgendwann verschwinden werden.
  • 50:42 - 50:43
    Wenn sie nicht neues Futter krigen.
  • 50:43 - 50:46
    Aber um die Frage zu beantworten,
  • 50:46 - 50:50
    ja solange wie man nicht hinschaut,
  • 50:50 - 50:54
    werden diese Teilchen sowohl
    in dem Zustand
  • 50:54 - 50:56
    sie sind entstanden als auch
    in dem Zustand
  • 50:56 - 50:58
    sie sind nicht entstanden, verweilen.
  • 50:58 - 51:01
    Das könnte man getrost in die,
  • 51:01 - 51:03
    die Nullpunktenergie nennen,
  • 51:03 - 51:07
    die diese ganzen Esoteriker immer so
    treu versuchen,
  • 51:07 - 51:08
    irgend wie versuchen zu verwenden.
  • 51:08 - 51:10
    Ohne zu begreifen das das in Wirklichkeit
  • 51:10 - 51:13
    so einfach wohl nicht gehen wird.
  • 51:13 - 51:19
    Mit irgendwelchen Aluminium Folien,..
    Gelächter
  • 51:19 - 51:21
    So, aber ja, das könnte sein.
  • 51:21 - 51:23
    Aber dazu weiß ich tatsächlich
    zu wenig drüber.
  • 51:23 - 51:24
    Ich glaube das diese Fluktuationen
  • 51:24 - 51:27
    tatsächlich auch jeden beliebigen Zustand
  • 51:27 - 51:29
    annehmen, den sie annehmen können,
  • 51:29 - 51:30
    solange man nicht hinschaut.
  • 51:30 - 51:35
    E: Ok, danke schön. Wir nehmen.
  • 51:35 - 51:36
    Ich gehe einfach mal der Reihe durch.
  • 51:36 - 51:39
    Auf der rechten Seite,
    Mikrophon zwei bitte.
  • 51:39 - 51:43
    Technik: Geht das?
    Q2: Ja.
  • 51:43 - 51:45
    Ich habe ein Frage.
    Und zwar habe ich einmal gehört,
  • 51:45 - 51:47
    dass es so ist, das man entweder
  • 51:47 - 51:52
    den Ort bestimmen kann
    oder die Geschwindigkeit.
  • 51:52 - 51:53
    S: Das ist richtig.
  • 51:53 - 51:55
    Q2: Das es einzeln immer Unschärfer wird.
    S: Ja.
  • 51:55 - 51:58
    Q2: Ist es dann so,
    dass wir dann theoretisch,
  • 51:58 - 52:02
    den Männchen in grün, also den Polizisten,
    erzählen könnte das,
  • 52:02 - 52:04
    ihr könnt doch garnicht wissen
    ob wir da waren.
  • 52:04 - 52:06
    Weil entweder ihr könnt den Ort bestimmen
  • 52:06 - 52:08
    oder ihr könnt unsere
    Geschwindigkeit bestimmen.
  • 52:08 - 52:15
    S: Ja.
    lautes Gelächter & Applaus
  • 52:15 - 52:18
    Ja das ist prinzipiell richtig,
  • 52:18 - 52:20
    wärest du ein Photon,
    würde das genau stimmen.
  • 52:20 - 52:23
    Gelächter
    Da du aber,
  • 52:23 - 52:26
    und deswegen, das ist noch eine bisher
    unbeantwortete Frage,
  • 52:26 - 52:29
    gelten diese Quanteneffekte denn
    eigentlich für Objekte aller Größe?
  • 52:29 - 52:32
    Je größer sie werden, um so mehr,
    viel mehr Energie
  • 52:32 - 52:34
    bräuchte man auch um das zu messen.
  • 52:34 - 52:36
    Und irgendwann erzeugst du neue Teilchen,
  • 52:36 - 52:38
    bei dem Versuch das zu messen.
  • 52:38 - 52:41
    Das ist auch ein bisschen das Problem
    des LHC.
  • 52:41 - 52:44
    Also man kann zum Beispiel zwei Quarks
    nicht trennen.
  • 52:44 - 52:47
    Weil ich so viel Energie aufwenden muss
    um sie zu trennen,
  • 52:47 - 52:49
    je weiter sie auseinander kommen,
  • 52:49 - 52:50
    um so größer wird die Energie,
  • 52:50 - 52:52
    die sie zusammen ziehende Kraft.
  • 52:52 - 52:53
    Irgend wann muss ich so viel Energie
  • 52:53 - 52:55
    aufgewandt haben um sie zu trennen,
  • 52:55 - 52:56
    das ich ein neues Quark erzeugt habe.
  • 52:56 - 52:58
    Und batsch habe ich wieder zwei.
  • 52:58 - 53:00
    Also ich kann die
    nicht trennen voneinander.
  • 53:00 - 53:04
    Und so ist es ein bisschen
    auch mit dieser Überlegung.
  • 53:04 - 53:06
    Du kannst als makroskopisches Objekt,
  • 53:06 - 53:08
    das hat auch so ein Effekt, ja aber
  • 53:08 - 53:10
    der ist so verschwindend gering,
  • 53:10 - 53:13
    der ist nicht messbar.
  • 53:13 - 53:15
    Q2: Schade.
    S: Ja.
  • 53:15 - 53:23
    lautes Gelächter
    Applaus
  • 53:23 - 53:26
    E: Und dann eine Frage vom Internet bitte.
  • 53:26 - 53:29
    Q3: Hallo, wir hatten sehr viel Spaß,
    auch im Netz.
  • 53:29 - 53:31
    Anschließend an die Frage gerade,
  • 53:31 - 53:34
    zum Straßenverkehr, auch die Frage,
  • 53:34 - 53:36
    was müssen wir jetzt tun um,
  • 53:36 - 53:38
    weil der Staat überwacht uns ja alle.
  • 53:38 - 53:44
    Damit sie wissen das wir da sind, logisch.
  • 53:44 - 53:47
    Aber wir müssen uns ja jetzt
    in Quanten umwandeln
  • 53:47 - 53:50
    damit sie uns vielleicht
    nicht mehr beobachten können.
  • 53:50 - 53:51
    S: Das ist ja eigentlich quatsch.
  • 53:51 - 53:54
    Eigentlich sind wir ja nur da
    weil sie uns beobachten.
  • 53:54 - 54:04
    Gelächter & lauter Applaus
  • 54:06 - 54:09
    E: War noch eine echte Frage, vielleicht?
  • 54:09 - 54:13
    S: Ich finde das sind total echte Fragen!
  • 54:13 - 54:17
    E: Genau, zum Thema holographisches Universum
  • 54:17 - 54:20
    und Simulation.
    Wie können wir denn feststellen
  • 54:20 - 54:22
    ob wir in einer Simulation sind.
  • 54:22 - 54:23
    S: Oh, das ist schwierig,
  • 54:23 - 54:27
    da müsste man,..
    da könnte man wieder eine Stunde reden.
  • 54:27 - 54:30
    Es gibt Quanteninformationstheoretiker,
  • 54:30 - 54:32
    die glauben beweisen zu können,
  • 54:32 - 54:34
    dass das der Fall ist.
  • 54:34 - 54:36
    Die sagen, so wird..
  • 54:36 - 54:41
    und da hat der Dalai Lama auch
    so seine liebe Not mit diesem Zufall.
  • 54:41 - 54:42
    Er sagt zu Antons Heiliger,
  • 54:42 - 54:43
    wenn er wirklich beweisen kann,
  • 54:43 - 54:47
    dass mit dem Zufall,
    dann werden sie die Lehre ändern.
  • 54:47 - 54:49
    Aber die Quanteninformations-,
  • 54:49 - 54:53
    übrigends eine sehr offenherzige Religion,
  • 54:53 - 54:54
    in Anführungszweichen, wenn man so will.
  • 54:54 - 54:57
    Die bereit ist aufgrund
    wissenschaftlicher Erkenntnisse
  • 54:57 - 54:58
    bereit ist seine Lehre zu ändern,
  • 54:58 - 54:59
    finde ich bemerksenwert.
  • 54:59 - 55:00
    Das nur nebenbei.
  • 55:00 - 55:03
    Aber ...
  • 55:03 - 55:06
    es gibt einen Teil der
    Quanteninformationstheorie
  • 55:06 - 55:09
    die sagt, nee es ist
    in Wirklichkeit anders.
  • 55:09 - 55:11
    In Wirklichkeit sind wir selber
    ja auch ein
  • 55:11 - 55:13
    quantenmechanischer Zustand,
    das heißt die Quanten,
  • 55:13 - 55:17
    die bei uns anklatschen,
    sind dann wieder verschränkt,
  • 55:17 - 55:21
    mit Elektronen, mit irgendwie,
    mit unserem Auge.
  • 55:21 - 55:23
    Das wird wieder eine unendliche
    Kette
  • 55:23 - 55:24
    der Verschränkung ,
  • 55:24 - 55:27
    wenn man so will,
    bis in unser Hirn hinein.
  • 55:27 - 55:29
    Und in Wirklichkeit entscheidet
    sich das garnicht.
  • 55:29 - 55:31
    Das heißt, diese sogenannte
    Dekohärenz,
  • 55:31 - 55:33
    dieser Zusammenburch der
    Wellenfunktion
  • 55:33 - 55:35
    findet garnicht statt.
  • 55:35 - 55:37
    Sondern es passiert
    tatsächlich beides.
  • 55:37 - 55:40
    Die Frage ist also warum
    entscheidet sich
  • 55:40 - 55:43
    wer und wie dazu nur die
    eine Seite zu sehen
  • 55:43 - 55:45
    und nicht die andere,
    die auch passiert ist.
  • 55:45 - 55:47
    Das heißt,
    so die Quintessenz
  • 55:47 - 55:49
    dieses Teils
    der Quanteninformationstheorie,
  • 55:49 - 55:52
    die gesammte Welt ist reine Illusion.
  • 55:52 - 55:55
    Die Frage ist,
    who the fuck is inillusionized?
  • 55:55 - 55:57
    Ja,
    who is the audience?
  • 55:57 - 56:00
    Also wer ist eigentlich der Zuschauer
    in dieser großen Illusion?
  • 56:00 - 56:02
    In diesem virtuellen Bild.
  • 56:02 - 56:06
    Also die Frage ist im Augenblick
    nicht zu beantworten.
  • 56:06 - 56:07
    Es gibt Theorien dazu
  • 56:07 - 56:10
    wie man das beantworten kann,
    könnte.
  • 56:10 - 56:13
    Ich halte die alle für hanebüchen.
  • 56:13 - 56:16
    E: George sagt hier auch das es
  • 56:16 - 56:19
    gerade ein Experiment gemacht wurde
  • 56:19 - 56:21
    und das Resultat war das
  • 56:21 - 56:22
    wir nicht in einer Simulation leben.
  • 56:22 - 56:25
    Also total eindeutig,
  • 56:25 - 56:28
    Zum Thema Hollogrammsimmulation.
  • 56:28 - 56:31
    S: Ja das Hollographische Universum
  • 56:31 - 56:32
    ist gerade, glaube ich, relativ plausabel.
  • 56:32 - 56:34
    Das meint er,
    das ist noch mal ein Unterschied.
  • 56:34 - 56:37
    Eines ist Simulation,
    das andere ist das holographische Universum.
  • 56:37 - 56:39
    Das sind zwei verschieden Thesen.
  • 56:39 - 56:41
    Da ist ein bisschen etwas
    durcheinander gegangen.
  • 56:41 - 56:44
    Aber es gibt ein, ja eine..,
  • 56:44 - 56:46
    habe ich noch nicht ganz verstanden,
  • 56:46 - 56:48
    deswegen wage ich mich nicht
    darüber so zu reden.
  • 56:48 - 56:50
    Aber es behaupten Leute
    belegen zu können
  • 56:50 - 56:53
    das wir nicht in einem
    holographischem Universum leben.
  • 56:53 - 56:57
    Immerhin.
    Gelächter
  • 56:57 - 56:59
    E: Wir nehmen dann noch eine Frage
    aus dem Publikum hier.
  • 56:59 - 57:04
    Und zwar auf der linken Seite,
    Microphon Zwei.
  • 57:04 - 57:07
    Q3: Ok. Danke für den Vortrag.
  • 57:07 - 57:10
    Ich fand das du auch,
    zumindest teilweise,
  • 57:10 - 57:11
    ein bisschen angesprochen hast,
  • 57:11 - 57:14
    das es durchaus, naja teilweise,
  • 57:14 - 57:15
    ein bisschen schwer zu verstehen,
  • 57:15 - 57:17
    beziehungsweise gar nicht
    logisch erscheint,
  • 57:17 - 57:20
    wie zum Beispiel Quantenmechanik.
  • 57:20 - 57:24
    Das Problem was ich mit dem Standardmodell
    allgemein habe ist,
  • 57:24 - 57:27
    wenn man in die Details schaut,
    wird es schwierig.
  • 57:27 - 57:31
    Zum Beispiel, wenn man in der
    Big Bang Theorie denkt,
  • 57:31 - 57:35
    das die Rotverschiebung als
    Dopplerartiger Effekt gesehen wird.
  • 57:35 - 57:40
    Ein Dopplereffekt ist eine lineare Verschiebung
    in der Änderungsrate.
  • 57:40 - 57:43
    Nun kann man aber zeigen, z.B,
  • 57:43 - 57:45
    das das gar kein linearer Effekt ist,
  • 57:45 - 57:49
    sondern das es eine Periodizität
    von 34km gibt.
  • 57:49 - 57:55
    Und man kann auch z.B. ableiten,
    dass darin die Feinstoffkonstante kodiert ist.
  • 57:55 - 57:57
    Steini: Nee!
    Q3: Doch.
  • 57:57 - 58:00
    Können wir nachher, kann ich dir zeigen.
    S: lacht
  • 58:00 - 58:02
    Q3: Es gibt noch einige andere Sachen,
  • 58:02 - 58:04
    z.B. so Dinge wie glucolar cluster,
  • 58:04 - 58:07
    ich zeige dir das nachher,
    ich zeige dir die Ableitung.
  • 58:07 - 58:11
    Und auch das Paper dazu,
    die das veröffentlicht haben.
  • 58:11 - 58:12
    S: Ja.
  • 58:12 - 58:13
    Q3: Es ist halt,
  • 58:13 - 58:15
    man muss halt in die Details gucken.
  • 58:15 - 58:16
    Und die Details, die passen halt einfach nicht.
  • 58:16 - 58:19
    Ich kann Kosmologie-Infos empfehlen.
  • 58:19 - 58:23
    Den letzten Newsletter z.B.,
    die haben ungefähr 20,
  • 58:23 - 58:27
    nicht theoretische, sondern wirklich
    Dinge, die man gemessen hat,
  • 58:27 - 58:31
    refferenziert,
    das sind peerreviewte Papers..
  • 58:31 - 58:33
    S: Darf ich eine Zwischenfrage stellen?
    Q3: Es gibt Dinge die passen einfach nicht.
  • 58:33 - 58:35
    S: Hast du mal die
    Schrödingergleichung hergeleitet?
  • 58:35 - 58:38
    Q3: Ja, also ich habe sie nicht persönlich,..
  • 58:38 - 58:41
    S: Ok, aber dann fange nicht
    an irgend welche Dinge zu glauben,
  • 58:41 - 58:45
    die irgendwelche Leute
    mal so daher erzählen.
  • 58:45 - 58:47
    Ohne verstanden zu haben
    worum es wirklich geht.
  • 58:47 - 58:47
    Q3: Doch, aber ..
  • 58:47 - 58:49
    S: Ich finde es sehr schade
    das sich sehr viele Leute
  • 58:49 - 58:52
    sehr viel Zeit damit geben
  • 58:52 - 58:56
    völlig an den Haaren herbei gezogenen
    Theorien zu entwicklen
  • 58:56 - 58:58
    und dabei so viel Zeit zu verschwenden,
  • 58:58 - 59:00
    ohne sich die Mühe zu machen,
  • 59:00 - 59:03
    das, was tatsächlich an Arbeit
    bisher geleistet ist,
  • 59:03 - 59:04
    einmal verstanden zu haben.
  • 59:04 - 59:08
    Es ist nicht so, dass die Physik
    plötzlich eine ganz Neue ist,
  • 59:08 - 59:09
    durch die Quantenphysik.
  • 59:09 - 59:11
    Es wird immer gesagt,
    ja die Quantenphysik hat ja gezeigt
  • 59:11 - 59:13
    es könnte ja auch alles ganz anders sein.
  • 59:13 - 59:14
    Das ist nicht der Fall.
  • 59:14 - 59:17
    Auch die Realtivitätstheorie tut das nicht.
  • 59:17 - 59:19
    Die sind immer nur Präzisierungen
  • 59:19 - 59:21
    der vorher bestehenden Physik.
  • 59:21 - 59:25
    Sie lösen Ungereimtheiten
    und Probleme aus.
  • 59:25 - 59:29
    Und erster Punkt hier,
    die Rotverscheibung ist nicht der Dopplereffekt.
  • 59:29 - 59:31
    Das ist völlig falsch verstanden,
  • 59:31 - 59:33
    es ist nicht der Dopplereffekt
    der zur Rotverschiebung führt.
  • 59:33 - 59:36
    Q3: Es ist die Entfernung der Galaxien,
    die wird als Ausbreitung der Galaxien gesehen.
  • 59:36 - 59:39
    E: Ok das ist, das war eine Frage, danke schön.
  • 59:39 - 59:42
    Applaus
  • 59:42 - 59:46
    E: Ihr könnt das ja auch noch
    auf dem Kongress noch weiter bequatschen.
  • 59:46 - 59:48
    S: Noch stundenlang.
    E: Ab morgen, stundenlang.
  • 59:48 - 59:48
    S: Genau.
    E: Genau.
  • 59:48 - 59:50
    E: Wir würden noch gern ein paar
    weitere Fragen hier
  • 59:50 - 59:54
    und zwar auf der rechten Seite,
    Microphon Eins, bitte.
  • 59:54 - 59:55
    Q4: Wie wahrscheinlich,
  • 59:55 - 59:58
    oder was hältst du von der
    Theorie der Supersymmetrie?
  • 59:58 - 60:03
    Supersymmetrie ist ein spannendes Thema.
  • 60:03 - 60:07
    Ich stehe so ein bisschen mit der ganzen
    Stringtheorie auf Kriegsfuß.
  • 60:07 - 60:09
    Sie ist sehr, sehr beliebig,
    meinen Augen nach.
  • 60:09 - 60:11
    Sie hat schon ihren Charme,
    ich verstehe auch warum,
  • 60:11 - 60:15
    es sind ein paar
    mathematische Kniffe darin,
  • 60:15 - 60:19
    die ich nicht so gerne mag.
  • 60:19 - 60:21
    Unter anderem,
    ich haue hier mal,
  • 60:21 - 60:22
    einfach so, ganz salopp raus.
  • 60:22 - 60:25
    Die Stringtheorie funktioniert,
  • 60:25 - 60:27
    weil in einer bestimmten Mathematik
  • 60:27 - 60:30
    die Summe aller Natürlichen Zahlen
    von eins bis Unendlich,
  • 60:30 - 60:32
    minus ein zwölftel [-1/12] ist.
  • 60:32 - 60:33
    Das kann man herleiten,
  • 60:33 - 60:35
    das ist nur so ein bisschen fischi.
  • 60:35 - 60:38
    So, ich habe meine Probleme damit.
  • 60:38 - 60:40
    Sie erklärt ein paar Sachen ganz gut.
  • 60:40 - 60:45
    Es gibt bis heute
    keinen einzigen Beleg dafür.
  • 60:45 - 60:48
    Sie würde mathematisch
    eleganter funktionieren,
  • 60:48 - 60:54
    gäbe es zu jedem der Teilchen
    ein symmetrisches Teilchen.
  • 60:54 - 60:59
    Q4: Ja.
    S: Also zu den Fermionen ein Gluon
  • 60:59 - 61:01
    und zu den Gluonen jeweils ein Fermion.
  • 61:01 - 61:05
    Gäbe es also spiegelsymmetrische Teilchen
    zu den jeweiligen,
  • 61:05 - 61:07
    dann würde alles
    deutlich besser funktionieren.
  • 61:07 - 61:08
    Q4: Du glaubst nicht man die..
    E: Ok.
  • 61:08 - 61:10
    Entschuldigung, ich muss das unterbrechen.
  • 61:10 - 61:12
    Wir haben leider keine Zeit mehr.
  • 61:12 - 61:14
    Wir können darüber stundenlang reden,
  • 61:14 - 61:15
    so wie Steini es sagt.
  • 61:15 - 61:19
    Desswegen, bitte, trefft euch ab morgen wieder
  • 61:19 - 61:21
    und einen großen Applaus an Steini.
  • 61:21 - 61:24
    Applaus
  • 61:24 - 61:35
    subtitles created by c3subtitles.de
    in the year 2016. Join, and help us!
Title:
Steini: Quantenphysik und Kosmologie
Description:

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Video Language:
German
Duration:
01:01:35

German subtitles

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