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Die Theorie von allem: Die Suche nach der Erklärung der gesamten Realität (2017): Alle Streaming-Anbieter

Die Theorie von allem: Die Suche nach der Erklärung der gesamten Realität

SERIE • 1 Staffel • • Vereinigte Staaten von Amerika • 2017

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Der Kurs von Dr. Don Lincoln am Fermi National Accelerator Laboratory beschäftigt sich mit der Suche nach einer "Theorie von allem" in der Physik. Der Kurs behandelt die Entwicklungen in der Teilchenphysik und der Kosmologie und zeichnet die historische Suche nach einer einheitlichen Theorie nach. Er erfordert nur Mathematik auf Highschool-Niveau.

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Originaltitel

Theory of Everything: The Quest to Explain All Reality

Produktionsland

Vereinigte Staaten von Amerika

Originalsprache

Englisch

Untertitel

Nein

Quelle: JustWatch

Episoden-Guide

1. Staffel 1 (24 Episoden)

Episode 1

Begeben Sie sich mit Dr. Lincoln auf die Suche nach einer Theorie von allem – einer einfachen und umfassenden Erklärung für alle physikalischen Phänomene im Universum. Stellen Sie sich der Unvereinbarkeit unserer beiden besten Prototypen: dem Standardmodell der Teilchenphysik und der allgemeinen Relativitätstheorie.

Episode 2

Episode 3

Verfolgen Sie eine der merkwürdigsten Entwicklungen in der modernen Wissenschaft: die Entdeckung der paradoxen Welt des Lichts, aus der die Theorie der Quantenmechanik hervorging. Entdecken Sie, wie sich Licht und Materie sowohl als Teilchen als auch als Wellen verhalten, und sehen Sie sich die Beweise für diese seltsame Eigenschaft der Quantenwelt an.

Episode 4

Relativistische Quantenfelder und Feynman

Machen Sie einen tieferen Schritt in die Quantenwelt und beobachten Sie, wie die Theorie der Quantenelektrodynamik (QED) die Quantenmechanik mit der speziellen Relativitätstheorie verbindet. Entdecken Sie, dass die praktischen Skizzen des subatomaren Verhaltens, die Feynman-Diagramme (benannt nach dem Physiker Richard Feynman), in Wirklichkeit verkleidete Gleichungen sind.

Neutrinos, die die Parität verletzen und die schwache Kraft

Studieren Sie die schwache Kernkraft, die für den Betazerfall verantwortlich ist: die Emission eines Elektrons aus einem Kern während des radioaktiven Zerfalls. Entdecken Sie, dass noch viel mehr vor sich geht, einschließlich seltsamer Umwandlungen, die eine Theorie von allem in Frage stellen.

Episode 7

Analysieren Sie weitere Besonderheiten der schwachen Kraft und konzentrieren Sie sich dabei auf die drei massiven Teilchen, die ihre Wechselwirkungen vermitteln. Entdecken Sie, dass die schwache Kraft einzigartig in ihrer Fähigkeit ist, eine Eigenschaft zu verändern, die als Flavor bezeichnet wird, und lernen Sie, dass die schwache Kraft bei hohen Energien außergewöhnlich stark ist.

Elektroschwache Vereinheitlichung über das Higgs-Feld

Ein wichtiger Schritt auf der Suche nach einer Theorie für alles war die Erkenntnis, dass die elektromagnetische und die schwache Kraft Aspekte derselben Kraft sind. Verfolgen Sie die Geschichte der elektroschwachen Vereinheitlichung, die 2012 in der Entdeckung des Higgs-Bosons gipfelte.

Episode 9

Erforschen Sie die Kraft, die den Atomkern zusammenhält, die so genannte starke Kraft. Verfolgen Sie die Entdeckung dieses geheimnisvollen Mechanismus - der nur auf extrem kurze Distanz funktioniert - und sehen Sie, wie er zu Konzepten wie Quarks, Gluonen und der Farbkraft führte, die für die starke Wechselwirkung verantwortlich ist.

Episode 10

Zusammenführung aller bisher untersuchten Konzepte, um festzustellen, wie nah die Physiker an einer Theorie von allem sind. Konzentrieren Sie sich auf die Unzulänglichkeiten des Standardmodells. Dann konzentrieren Sie sich auf zwei brennende Fragen: Warum ist die Masse des Higgs-Bosons so gering, und warum überwiegt Materie gegenüber Antimaterie?

Episode 11

Wechseln Sie zu einer neuen Perspektive, wenn Professor Lincoln spekulative Ideen vorstellt, die zu einer Theorie von allem beitragen könnten. Erforschen Sie die Geheimnisse der Neutrinos, die außerordentlich schwer nachzuweisen sind, aber faszinierende Hinweise auf die mögliche Einheit der fundamentalen Kräfte enthalten.

Erhaltungssätze und Symmetrie: Emmy Noether

Überlegen Sie, warum die Mathematik ein so wirksames Instrument zur Beschreibung der Natur ist. Konzentrieren Sie sich dann auf die bemerkenswerte Erkenntnis der Mathematikerin Emmy Noether, die Symmetrien in den Gleichungen eines physikalischen Systems mit Erhaltungsgesetzen wie der Energie- und Impulserhaltung verbindet.

Theoretische Symmetrien und Mathematik

Die ersten Anzeichen für eine erfolgreiche Theorie von allem werden sich wahrscheinlich aus Symmetrien und der Gruppentheorie ergeben. Bereiten Sie sich auf diesen epochalen Moment vor, indem Sie sich mit diesen wichtigen mathematischen Ideen auseinandersetzen. Lernen Sie außerdem, vorgeschlagenen Theorien für alles mit Faszination und gesunder Skepsis zu begegnen.

Episode 14

Episode 15

Als Grundbausteine der Materie gelten Quarks (die über die starke Kraft wechselwirken) und Leptonen (die über die elektromagnetische und schwache Kraft wechselwirken). Aber könnte es noch eine tiefere Ebene geben? Erforschen Sie die Theorie der Preonen, die möglicherweise noch fundamentaler sind als Quarks und Leptonen.

Newtons Gravitation vereinigt Erde und Himmel

Die Schwerkraft ist bei weitem die schwächste der fundamentalen Kräfte. Erfahren Sie, wie Newton die erste große Vereinheitlichung in der Physik erreichte, indem er zeigte, dass die irdische und die himmlische Schwerkraft identisch sind. Außerdem setzte er stillschweigend die träge Masse mit der Gravitationsmasse gleich, was 250 Jahre später zu der verblüffenden Theorie führte.

Einsteins Schwerkraft krümmt die Raumzeit

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie basiert auf der Äquivalenz von Trägheits- und Gravitationsmasse und erklärt die Schwerkraft auf überraschende Weise. Sehen Sie, wie Materie und Energie die Form von Raum und Zeit bestimmen. Untersuchen Sie bestätigende Beweise für die allgemeine Relativitätstheorie, darunter die Entdeckung von Gravitationswellen im Jahr 2015.

Was jede Galaxie zusammenhält: Dunkle Materie

Verfolgen Sie die Entdeckung der fehlenden Masse, die die meisten Galaxien umgibt, und die Wissenschaftler zu der Schlussfolgerung führt, dass 85 % der gesamten Materie „dunkel” ist und nicht direkt beobachtet werden kann. Bewerten Sie die wichtigsten Theorien zu dieser Diskrepanz und überlegen Sie, welche Auswirkungen dies auf eine Theorie von allem hat.

Was das Universum auseinander treibt: Dunkle Energie

Wenden Sie sich der dunklen Energie zu, dem geisterhaften Energiefeld, das das Universum immer schneller auseinander zu treiben scheint. Erfahren Sie, wie diese außergewöhnliche Entdeckung im Jahr 1998 gemacht wurde, und erkunden Sie Theorien, die versuchen, die dunkle Energie und ihre seltsamen Folgen zu erklären.

Quantengravitation: Einstein, Strings und Schleifen

Eine Theorie von allem muss die Schwerkraft in den Quantenbereich integrieren und die allgemeine Relativitätstheorie mit dem Standardmodell der Teilchenphysik in Einklang bringen. Erforschen Sie die Merkmale der Schwerkraft, die diese Vereinheitlichung so schwierig machen, und bewerten Sie zwei faszinierende Ansätze: die Superstringtheorie und die Schleifenquantengravitation.

Von schwacher Schwerkraft zu Extradimensionen

Erforschen Sie die außergewöhnliche Schwäche der Schwerkraft im Vergleich zu den anderen fundamentalen Kräften und begeben Sie sich in eine andere Dimension. Diese Reise wirft auch ein Licht auf die mögliche Entstehung subatomarer schwarzer Löcher in Teilchenbeschleunigern und erklärt, warum winzige schwarze Löcher keine Gefahr für die Menschheit darstellen.

Episode 22

Episode 23

Betreten Sie nun das Reich der anderen Universen. Gibt es sie? Und wenn ja, wie können wir das wissen? Beginnen Sie damit, die freien Parameter zu untersuchen, die die Struktur und das Verhalten unseres Universums bestimmen. Suchen Sie dann nach Antworten auf vier entscheidende Fragen, die sich damit befassen, warum die Parameter die Werte annehmen, die sie annehmen.

Episode 24

Abschließend wird ein Überblick über die einheitlichen Theorien seit Newton gegeben und eine bemerkenswerte Gleichung analysiert, die wichtige Erkenntnisse zusammenfasst und den aktuellen Stand einer Theorie von allem darstellt. Dann werfen wir einen Blick auf die nächsten Schritte und hören Dr. Lincolns eigene Forschungsagenda für diese bedeutsame Suche.