Wie funktioniert das Universum? - Die Stringtheorie erklärt How|works||||string theory|explains How does the universe work? - String theory explained ¿Cómo funciona el universo? - La teoría de cuerdas explicada Comment fonctionne l'univers ? - La théorie des cordes expliquée 宇宙はどのように機能しているのか？ Jak działa wszechświat? - Teoria strun wyjaśniona Como é que o universo funciona? - A teoria das cordas explicada Evren nasıl işliyor? - Sicim teorisi açıklandı Як влаштований Всесвіт - пояснення теорії струн 宇宙是如何运作的？ - 弦理论解释

Was ist das wahre Wesen des Universums? ||the|true|essence|| |||verdadero||| What is the real essence of the universe? Qual é a verdadeira essência do universo? Evrenin gerçek özü nedir?

Um das zu beantworten, To answer that, buna cevap vermek için

denken wir Menschen uns alle möglichen Geschichten aus. ||||||stories| we humans make up all kinds of stories. biz insanlar her türlü hikayeyi uydururuz.

Die überprüfen wir dann, um festzustellen, |||||déterminer |review||||determine |verificar||||determinar We then check them to determine,

welche stimmen könnten und welche wir verwerfen müssen. ||||||rejeter| |votes|could||||reject| |voces|||||| which could be true and which we must discard. hangisi doğru olabilir ve hangisini reddetmemiz gerekir.

Aber je mehr wir herausfinden, |ever|more||find out But the more we find out

umso komplizierter und seltsamer werden die Geschichten. all the more|||stranger||| cuanto|||||| the more complicated and strange the stories become.

Manchmal so sehr, dass wir kaum mehr wissen, Sometimes so much so that we hardly know anymore,

worum es eigentlich geht. de quoi||| |it|actually| what it is actually about.

Die Stringtheorie zum Beispiel. |string theory|| String theory, for example.

Eine berühmte, aber sehr kontroverse und oft missverstandene Theorie |famous|||controversial|||misunderstood| ||||controversial|||malentendida| A famous but very controversial and often misunderstood theory

über die Natur aller Dinge. about the nature of all things.

Warum haben wir sie uns ausgedacht? Und stimmt sie? |||||inventée||| |||||thought up||does it| |||||inventado||| Why did we make it up? And is it true? ¿Por qué los inventamos? ¿Y es verdad? Por que inventamos isso? E isso está correto?

Oder ist das nur so eine Idee, Or is that just an idea,

von der wir uns wieder verabschieden sollten? from||||again|farewell| |||||despedir| from which we should say goodbye again? que debemos despedirnos?

(Fröhliche Musik) feliz| (Happy music)

Um die wahre Natur der Realität zu begreifen, |||||||to grasp To understand the true nature of reality,

haben wir die Welt von Nahem betrachtet - ||||||regardé |||||close|viewed |||||cerca| we looked at the world up close -

und Erstaunliches entdeckt: |amazing|discovered |algo sorprendente| and discovered amazing things:

wunderbare Landschaften im Staub, |||dust maravillosos|paisajes|| wonderful landscapes in the dust,

ganze Zoos voller skurriler Kreaturen, |zoos||skurriles| |zoos||eccentric|creatures ||||criaturas entire zoos full of bizarre creatures,

komplexe Proteinroboter. |protein robots |robots de proteínas complex protein robots.

Sie alle sind Molekülstrukturen, |||structures moléculaires |||molecular structures They are all molecular structures,

die aus zahllosen noch kleineren Teilen bestehen: ||innombrables|||| ||countless||||consist which consist of countless even smaller parts:

Atomen. atoms.

Wir dachten, sie seien der Grundstein der Realität. |||be||cornerstone|| We thought they were the cornerstone of reality.

Bis wir etwas wirklich Unteilbares fanden: ||||indivisible| ||||indivisible|found Until we found something truly indivisible:

Elementarteilchen. elementary particles Elementary particles.

Jetzt hatten wir ein Problem. Now we had a problem.

Elementarteilchen sind so klein, elementary particles||| Elementary particles are so small,

dass wir sie gar nicht mehr sehen können. that we can no longer see them at all.

Überleg mal, was bedeutet es, zu sehen? Think|||||| Think about it, what does it mean to see?

Dazu braucht es Licht, eine elektromagnetische Welle. ||||||wave This requires light, an electromagnetic wave.

Diese Welle trifft auf die Oberfläche eines Dings |||||||thing This wave hits the surface of a thing

und wird zu unserem Auge reflektiert. and is reflected to our eye.

Die Welle transportiert also Informationen von dem Objekt. ||transports||||| The wave therefore transports information from the object.

Und unsre Augen und unser Gehirn |nos|||| |our||||brain And our eyes and our brains

machen daraus ein Bild. |from it|| turn it into a picture.

Du siehst Dinge also nur, So you only see things,

indem du mit ihnen interagierst. ||||interact

Etwas zu sehen bedeutet, es zu berühren. |||means|||to touch

Es ist ein aktiver Prozess, kein passiver. |||active|||passive

Und mit den meisten Dingen ist das kein Problem.

Aber Teilchen sind sehr, sehr, sehr klein.

So klein, dass die elektromagnetischen Wellen,

mit denen wir sehen, |whom||

zu groß sind, um sie zu berühren. ||||||touch

Sichtbares Licht gleitet einfach über sie hinweg. ||glisse|||| visible||glides||||away Visible light simply glides over them.

Wir können es mit elektromagnetischen Wellen versuchen, |can|||||

die viel kürzere Wellenlägen haben. ||plus courtes|| ||shorter|wavelengths|

In der Quantenphysik bedeutet eine kurze Wellenlänge aber ||quantum physics||||wavelength|

mehr Energie.

Wenn also eine Welle mit jeder Menge Energie ein Teilchen berührt,

versetzt sie dem Teilchen einen Stoß. donne||||| gives|||particle||blow it gives the particle a push.

Indem wir es uns anschauen, verändern wir es. As||||watch|change|| By looking at it, we change it.

In der Quantenphysik können wir niemals gleichzeitig wissen, |||||never|simultaneously|

wo ein Teilchen ist und wohin es sich bewegt. ||particle||||||moves

Das ist so wichtig, dass es einen Namen dafür gibt:

die Heisenbergsche Unschärferelation. |d'Heisenberg|relation d'incertitude |Heisenberg's|uncertainty the Heisenberg uncertainty principle. o princípio da incerteza de Heisenberg.

Sie ist die Basis der Quantenphysik.

Aber wie sieht ein Teilchen denn nun aus?

Was ist seine wahre Natur?

Wir wissen es nicht.

Wenn wir ganz genau hinsehen, ||||regarder ||||look If we look very closely, Se olharmos bem de perto

sehen wir nur einen unscharfen Einflussbereich, ||||flou|zone d'influence ||||blurry|influence area we only see a blurred area of influence,

aber nicht die Teilchen selbst. |||particles|

Wir wissen nur, dass es sie gibt.

Aber wie können wir dann Forschung über sie betreiben? ||||||||faire |||||research|||conduct

Indem wir eine Geschichte erfunden haben. As|||story|invented| By making up a story.

Eine mathematische Fiktion, die Geschichte des Punktteilchens. ||||||particule |mathematical|fiction||||particle A mathematical fiction, the story of the point particle. Uma ficção matemática, a história da partícula pontual.

Wir haben abgemacht, dass wir so tun, ||convenu|||| ||agreed|||| We agreed that we would pretend, Nós concordamos que iríamos fingir

als ob ein Teilchen ein Punkt im Raum ist. |||particle||||| as if a particle is a point in space.

Jedes Elektron ist ein Punkt |electron|||

mit einer bestimmten elektrischen Ladung ||||charge ||||charge

und einer bestimmten Masse - ununterscheidbar voneinander. ||||indiscernable| ||||indistinguishable|from each other

So konnten wir sie definieren

und alle ihre Interaktionen berechnen. ||||calculer |||interactions|calculate

In der Quantenfeldtheorie geht das sehr präzise, ||quantum field theory||this||precisely In quantum field theory, this can be done very precisely,

was eine ganze Menge Probleme löst. |||a whole lot of||solves

Das ganze Standardmodell der Teilchenphysik ||standard model|of the|particle physics The whole standard model of particle physics

baut darauf auf. builds|| is based on it.

Und es kann vieles ziemlich gut vorhersagen. ||||||prédire ||||fairly||predict And it can predict many things quite well.

Zum Beispiel konnten gewisse Quanteneigenschaften von Elektronen ||||propriétés quantiques|| |||certain|quantum properties|| For example, certain quantum properties of electrons could be

mit einer Genauigkeit von 0,0000000000002 Prozent ||précision|| ||accuracy||

geprüft werden. reviewed| be checked.

Obwohl Elementarteilchen also nicht wirklich Punkte sind, Although|elementary particles|actually|||| Although elementary particles are not really points,

erhalten wir ein ziemlich genaues Bild des Universums, receive||||accurate||| we get a fairly accurate picture of the universe,

indem wir so tun, also ob. ||so||as|as if by pretending as if.

Das hat nicht nur die Wissenschaft weitergebracht, ||||||avancée |||||science|advanced This has not only advanced science,

sondern ziemlich viel in der Technologie but|quite|||| but quite a bit in technology

erst ermöglicht, die wir heute tagtäglich benutzen. |enables||||daily|

Ein großes Problem gibt es aber: die Schwerkraft. |||||||gravity

Die Quantenmechanik besagt, |quantum mechanics|states Quantum mechanics says,

dass alle physikalischen Kräfte von Teilchen ausgehen. ||||||proviennent ||physical||||emanate that all physical forces originate from particles.

Aber laute Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie |||générale| ||Einstein's|general|

ist die Schwerkraft keine Kraft wie alle anderen im Universum. ||gravity||force|||||

Wenn das Universum ein Theater wäre,

wären Teilchen die Schauspieler und die Schwerkraft die Bühne. ||||||||stage

Kurz gesagt:

Die Schwerkraft ist eine Theorie der Geometrie der Raumzeit selbst. ||||||geometry||spacetime|

Also der Distanzen, die wir absolut präzise festmachen können müssen. |||||||déterminer|| |||||||determine|| In other words, the distances that we have to be able to determine with absolute precision. Em outras palavras, as distâncias que devemos ser capazes de determinar com precisão absoluta.

Weil es in der Quantenwelt aber unmöglich ist, ||||quantum world|||

Dinge genau zu messen,

ist unsere Geschichte der Schwerkraft ||history||

nicht mit der Geschichte der Quantenphysik vereinbar. ||||||compatible ||||||compatible

Als wir versuchten, der Geschichte When||tried|the|history When we tried to understand the story

die Schwerkraft einfach als neues Teilchen hinzuzufügen, ||||||ajouter ||||||to add

ging die Matte nicht mehr auf. ||tapis||| ||mat||| the mat didn't come up anymore. o tapete não abriu mais.

Das ist ein großes Problem.

Wenn wir Schwerkraft, Quantenphysik und das Standardmodell ||||||standard model

zusammenbringen könnten, rassembler| bring together|

hätten wir eine allumfassende Weltformel. |||toute-englobante|formule du monde |||comprehensive|world formula teríamos uma fórmula mundial abrangente.

Also haben wir uns eine kluge neue Geschichte ausgedacht. ||||||||inventée |||||clever|||thought up So we came up with a clever new story.

Was ist komplexer als ein Punkt?

Eine Linie oder ein Band, auf Englisch "String". |||||||chaîne |||||||string

So kam es zur Stringtheorie.

Die Stringtheorie ist so elegant,

weil sie verschiedene Elementarteilchen |||elementary particles because they contain different elementary particles

als verschiedene Schwingungsformen eines Strings beschreibt. ||modes de vibration||corde| ||vibrational forms||string| as different forms of oscillation of a string. descreve as diferentes formas de onda de uma string.

Wie eine Geigensaite, die je nach Schwingung ||corde de violon||||vibration ||violin string||||vibration Like a violin string that, depending on its vibration

verschiedene Töne erzeugt, |tones|produces

kann ein String verschiedene Teilchen ergeben. a string can result in different particles.

Und am allerwichtigsten: ||most important

auch Schwerkraft.

Die Stringtheorie schien damit sämtliche grundlegende Kräfte ||||toutes|| The||seemed|thereby|all|fundamental|forces The string theory seemed to unify all fundamental forces

im Universum zu vereinen. |||unir |||unite in the universe.

Das hat natürlich eine riesige Begeisterung |||||enthousiasme |||||enthusiasm This naturally sparked a huge enthusiasm

und einen ziemlichen Hype ausgelöst. ||||déclenché ||considerable|hype|triggered

Die Stringtheorie wurde schnell als mögliche Weltformel angesehen. ||||||world formula|regarded String theory was quickly seen as a possible world formula.

Viel von der Mathematik für eine konsistente Stringtheorie ||||||consistent| Lots of math for a consistent string theory

funktioniert nicht in unseren Universen, ||||universes doesn't work in our universes,

in drei räumliche und einer zeitlichen Dimension. ||spatial|||temporal|dimension in three spatial and one temporal dimension.

Damit die Stringtheorie aufgeht, benötigt sie zehn Dimensionen. |||est valide|||| |||opens|requires|||dimensions In order for string theory to work, it needs ten dimensions.

Also führten die String-Theoretiker ||||théoriciens |led|||theorists So the string theorists led

ihre Berechnungen für Modelluniversen durch. |calculs||| |calculations||model universes| their calculations for model universes.

Und versuchten dann für unser eigenes Universum |||||own| And then tried for our own universe

die sechs Extradimensionen wieder loszuwerden. ||extra dimensions||to get rid of get rid of the six extra dimensions.

Bis jetzt ist das aber niemandem gelungen. |||||nobody|succeeded So far, however, nobody has succeeded.

Und keine der Voraussagen der Stringtheorie |||prédictions||théorie des cordes |||predictions|| E nenhuma das previsões da teoria das cordas

konnte je in einem Experiment nachgewiesen werden. |||||prouvé| |||||demonstrated|

Die Stringtheorie hat also auch nicht

die wahre Natur unseres Universums offengelegt. |||||révélée |||||revealed revealed the true nature of our universe. revelou a verdadeira natureza do nosso universo.

Man könnte also behaupten, |||claim

dass die Stringtheorie ziemlich unnütz ist. ||||useless|

In der Wissenschaft geht's schließlich After all, science is about

um Experimente und Vorhersagen. |||prédictions |||predictions

Wenn Strings dafür nicht taugen, was sollen wir dann mit ihnen? ||||sont utiles|||||| ||for that||are suitable|||||| If strings are no good for this, what are we supposed to do with them?

Letztendlich kommt es darauf an, wie wir sie nutzen. Ultimately|||to it|||||use Ultimately, it depends on how we use them.

Physik lässt sich mit Mathe beschreiben. |||||describe Physics can be described with math.

Zwei plus zwei ist vier. |plus||| |plus|||

Das ist einfach so, ganz egal, wie du das findest. ||simply|||regardless||||

Und die Mathe hinter der Stringtheorie And the math behind string theory

geht eindeutig auf. |clearly| clearly works.

Und deshalb ist die Stringtheorie trotzdem nützlich. ||||||useful And that's why string theory is still useful.

Stell dir vor, du willst eine Yacht bauen, ||||||yacht| ||||||yacht| Imagine you want to build a yacht,

hast aber nur Pläne für ein kleines Ruderboot. |||||||barque |||plans||||rowboat only have plans for a small rowing boat.

Da gibt es viele Unterschiede: der Motor, das Material, die Größe. ||||differences||engine|||| There are many differences: the engine, the material, the size.

Aber im Grunde sind die beiden trotzdem gleich. |||||||equal But basically the two are still the same.

Dinge, die schwimmen. things that float.

Wenn du die Pläne für ein Ruderboot studierst, ||||||canot| |||||||study

lernst du vielleicht auch etwas Nützliches für den Bau einer Yacht. |||||useful|||construction||

Mit der Stringtheorie können wir also wenigstens versuchen, ||||||at least|

einige der Fragen der Quantenphysik zu beantworten,

die uns schon seit Jahrzehnten vor ein Rätsel stellen. |||||||puzzle| which have puzzled us for decades.

Etwa, wie schwarze Löcher funktionieren

oder das Informationsparadoxon

Die Stringtheorie könnte uns dort einen Schritt weiterbringen. |||||||avancer ||||||step|bring

So wird sie zu einem wertvollen Werkzeug ||||a|valuable|tool This makes it a valuable tool

der theoretischen Physik,

das zur Entdeckung vieler neuer Aspekte der Quantenwelt ||discovery|||aspects||

und zu wunderschöner Mathematik geführt hat. ||||led|

Die Geschichte der Stringtheorie endet vielleicht nicht

in der Weltformel. ||world formula

Aber genau wie die Geschichte des Punktteilchens

könnte sie trotzdem sehr nützlich sein.

Die wahre Natur der Realität haben wir noch nicht entdeckt.

Aber wir werden uns weiter Geschichten ausdenken, ||||||inventer ||||||come up with

und versuchen, die Wahrheit zu finden,

bis wir sie eines Tages hoffentlich herauskriegen. ||||||découvrir ||||||get out ||||||descubramos until we hopefully get them out one day.

(Vogelgezwitscher, sanfte Musik) |douce| birdsong|gentle|