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Harry Cliff: Have we reached the end of physics?
Harry Cliff: Haben wir die Grenzen der Physik erreicht?
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Warum ist da "etwas" und nicht "nichts"? Warum existieren so viele interessante Dinge im Universum? Teilchenphysiker Harry Cliff arbeitet am LHC am CERN – und er hat einige beunruhigenden Neuigkeiten für all die Menschen, die Antworten auf diese Fragen suchen. Vielleicht werden wir ungeachtet der besten Anstrengungen der Wissenschaftler (und der Hilfe der größten Maschine der Erde) nie in der Lage sein, das unglaubliche Wesen der Natur zu erklären. Erfahren Sie in diesem faszinierenden Vortrag mehr über den letzten Stand der Forschung zu den geheimnisvollen Grundstrukturen des Universums.
Harry Cliff - Particle physicist
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
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00:12
A hundred years ago this month,
a 36-year-old Albert Einstein
a 36-year-old Albert Einstein
0
480
3696
In diesem Monat vor genau 100 Jahren
stand der 36-jährige Albert Einstein
stand der 36-jährige Albert Einstein
00:16
stood up in front of the Prussian
Academy of Sciences in Berlin
Academy of Sciences in Berlin
1
4200
3256
vor der preussischen Akademie
der Wissenschaften in Berlin,
der Wissenschaften in Berlin,
00:19
to present a radical new theory
of space, time and gravity:
of space, time and gravity:
2
7480
4456
um seine brandneue Theorie von Raum,
Zeit und Gravitation zu präsentieren:
Zeit und Gravitation zu präsentieren:
00:23
the general theory of relativity.
3
11960
3016
die Allgemeine Relativitätstheorie.
00:27
General relativity is unquestionably
Einstein's masterpiece,
Einstein's masterpiece,
4
15000
3056
Sie ist zweifellos
Einsteins Meisterstück --
Einsteins Meisterstück --
00:30
a theory which reveals the workings
of the universe at the grandest scales,
of the universe at the grandest scales,
5
18080
3976
eine Theorie, die das Verhalten
des Universums in seiner Gesamtheit
des Universums in seiner Gesamtheit
00:34
capturing in one beautiful line of algebra
6
22080
2376
in eine wunderbare Zeile Algebra fasst,
00:36
everything from why apples fall from trees
to the beginning of time and space.
to the beginning of time and space.
7
24480
4520
alles, vom fallenden Apfel
bis zum Beginn von Zeit und Raum.
bis zum Beginn von Zeit und Raum.
1915 muss ein aufregendes Jahr
für Physiker gewesen sein.
für Physiker gewesen sein.
00:41
1915 must have been an exciting year
to be a physicist.
to be a physicist.
8
29720
3096
00:44
Two new ideas were turning
the subject on its head.
the subject on its head.
9
32840
3496
Zwei neue Ideen hatten
die Physik auf den Kopf gestellt.
die Physik auf den Kopf gestellt.
00:48
One was Einstein's theory of relativity,
10
36360
2336
Eine ist Einsteins Relativitätstheorie.
00:50
the other was arguably
even more revolutionary:
even more revolutionary:
11
38720
3176
Die andere, wohl noch revolutionärer:
00:53
quantum mechanics,
12
41920
1456
die Quantenmechanik --
00:55
a mind-meltingly strange
yet stunningly successful new way
yet stunningly successful new way
13
43400
3536
ein kaum fassbarer, fremdartiger,
doch erstaunlich erfolgreicher Ansatz,
doch erstaunlich erfolgreicher Ansatz,
00:58
of understanding the microworld,
the world of atoms and particles.
the world of atoms and particles.
14
46960
4280
die Welt der kleinsten Dinge, die der
Atome und Elementarteilchen, zu verstehen.
Atome und Elementarteilchen, zu verstehen.
01:03
Over the last century,
these two ideas have utterly transformed
these two ideas have utterly transformed
15
51920
3656
Während der letzten 100 Jahre haben
die zwei Theorien unser Verständnis
die zwei Theorien unser Verständnis
01:07
our understanding of the universe.
16
55600
1736
des Universums grundlegend verändert.
01:09
It's thanks to relativity
and quantum mechanics
and quantum mechanics
17
57360
2336
Dank der Relativität
und Quantenmechanik lernten wir,
und Quantenmechanik lernten wir,
01:11
that we've learned
what the universe is made from,
what the universe is made from,
18
59720
2336
woraus das Universum besteht,
01:14
how it began
and how it continues to evolve.
and how it continues to evolve.
19
62080
2519
wie es begann und wie
es sich weiter entwickelt.
es sich weiter entwickelt.
01:17
A hundred years on, we now find ourselves
at another turning point in physics,
at another turning point in physics,
20
65360
4296
100 Jahre später finden wir uns an
einem weiteren Wendepunkt in der Physik.
einem weiteren Wendepunkt in der Physik.
01:21
but what's at stake now
is rather different.
is rather different.
21
69680
2480
Doch worum es jetzt geht,
ist etwas völlig anderes.
ist etwas völlig anderes.
01:24
The next few years may tell us
whether we'll be able
whether we'll be able
22
72840
2456
Die nächsten Jahre zeigen uns,
ob wir es schaffen,
ob wir es schaffen,
01:27
to continue to increase
our understanding of nature,
our understanding of nature,
23
75320
2856
unser Verständnis der Natur
weiter zu vertiefen
weiter zu vertiefen
01:30
or whether maybe for the first time
in the history of science,
in the history of science,
24
78200
3416
oder ob wir vielleicht zum ersten Mal
in der Geschichte der Wissenschaften
in der Geschichte der Wissenschaften
01:33
we could be facing questions
that we cannot answer,
that we cannot answer,
25
81640
3936
an einen Punkt kommen, an dem wir weitere
Fragen nicht mehr beantworten können --
Fragen nicht mehr beantworten können --
01:37
not because we don't have
the brains or technology,
the brains or technology,
26
85600
2576
nicht, weil wir das Wissen
oder die Technologie nicht haben,
oder die Technologie nicht haben,
01:40
but because the laws of physics
themselves forbid it.
themselves forbid it.
27
88200
3240
sondern weil es uns die Gesetze
der Physik selbst nicht erlauben.
der Physik selbst nicht erlauben.
01:44
This is the essential problem:
the universe is far, far too interesting.
the universe is far, far too interesting.
28
92560
4576
Das ist der Kern des Problems:
Das Universum ist viel zu faszinierend.
01:49
Relativity and quantum mechanics
appear to suggest
appear to suggest
29
97160
2656
Die Relativität und Quantenmechanik
lassen uns annehmen,
lassen uns annehmen,
01:51
that the universe
should be a boring place.
should be a boring place.
30
99840
2296
das Universum sei ein langweiliger Ort.
01:54
It should be dark, lethal and lifeless.
31
102160
2896
Es sollte dunkel, leblos
und lebensfeindlich sein.
und lebensfeindlich sein.
01:57
But when we look around us, we see we live
in a universe full of interesting stuff,
in a universe full of interesting stuff,
32
105080
3936
Aber wenn wir uns umschauen, sehen wir
ein Universum voller erstaunlicher Dinge.
ein Universum voller erstaunlicher Dinge.
02:01
full of stars, planets, trees, squirrels.
33
109040
3056
Es ist voller Sterne, Planeten,
Bäume und Eichhörnchen.
Bäume und Eichhörnchen.
02:04
The question is, ultimately,
34
112120
1496
Letztendlich stellt sich die Frage:
02:05
why does all this interesting stuff exist?
35
113640
3296
Warum gibt es diese Vielfalt?
02:08
Why is there something
rather than nothing?
rather than nothing?
36
116960
3080
Warum ist da "etwas" und nicht "nichts"?
02:13
This contradiction is the most pressing
problem in fundamental physics,
problem in fundamental physics,
37
121080
3496
Dieser Widerspruch ist das drängendste
Problem in der Grundlagenphysik,
Problem in der Grundlagenphysik,
02:16
and in the next few years, we may find out
whether we'll ever be able to solve it.
whether we'll ever be able to solve it.
38
124600
4720
und in einigen Jahren werden wir sehen,
ob wir es lösen können oder nicht.
ob wir es lösen können oder nicht.
02:23
At the heart of this problem
are two numbers,
are two numbers,
39
131080
3096
Der Kern des Problems sind zwei Zahlen,
02:26
two extremely dangerous numbers.
40
134200
2496
zwei äußerst gefährliche Zahlen.
02:28
These are properties of the universe
that we can measure,
that we can measure,
41
136720
2696
Eigenschaften unseres Universums,
die wir messen können,
die wir messen können,
02:31
and they're extremely dangerous
42
139440
1536
und die äußerst gefährlich sind.
02:33
because if they were different,
even by a tiny bit,
even by a tiny bit,
43
141000
2416
Wenn sie auch nur um
eine Winzigkeit abwichen,
eine Winzigkeit abwichen,
02:35
then the universe as we know it
would not exist.
would not exist.
44
143440
2720
würde unser Universum nicht existieren.
02:38
The first of these numbers is associated
with the discovery that was made
with the discovery that was made
45
146720
3456
Die erste Zahl rührt von der Entdeckung,
die einige km von hier gelang --
die einige km von hier gelang --
02:42
a few kilometers from this hall,
at CERN, home of this machine,
at CERN, home of this machine,
46
150200
2976
am CERN, der Heimat dieser Maschine,
02:45
the largest scientific device
ever built by the human race,
ever built by the human race,
47
153200
3056
dem größten Gerät,
das die Menschheit je baute:
das die Menschheit je baute:
02:48
the Large Hadron Collider.
48
156280
1856
der Large Hadron Collider.
02:50
The LHC whizzes subatomic particles
around a 27-kilometer ring,
around a 27-kilometer ring,
49
158160
3976
Der LHC beschleunigt subatomare Teilchen
in einem 27 km langen Ring
in einem 27 km langen Ring
02:54
getting them closer and closer
to the speed of light
to the speed of light
50
162160
2456
auf nahezu Lichtgeschwindigkeit,
02:56
before smashing them into each other
inside gigantic particle detectors.
inside gigantic particle detectors.
51
164640
4656
bevor sie innerhalb riesiger
Teilchendetektoren zusammenstoßen.
Teilchendetektoren zusammenstoßen.
03:01
On July 4, 2012, physicists
at CERN announced to the world
at CERN announced to the world
52
169320
4496
Am 4. Juli 2012
verkündete das CERN der Welt,
verkündete das CERN der Welt,
03:05
that they'd spotted
a new fundamental particle
a new fundamental particle
53
173840
2536
dass sie ein neues, fundamentales
Teilchen entdeckt hätten,
Teilchen entdeckt hätten,
03:08
being created at the violent collisions
at the LHC: the Higgs boson.
at the LHC: the Higgs boson.
54
176400
4360
das bei den gewaltigen Kollisionen
am LHC entstand: das Higgs-Boson.
am LHC entstand: das Higgs-Boson.
03:13
Now, if you followed the news at the time,
55
181440
2056
Wenn Sie die Nachrichten
jener Zeit verfolgten,
jener Zeit verfolgten,
03:15
you'll have seen a lot of physicists
getting very excited indeed,
getting very excited indeed,
56
183520
3056
sahen Sie viele Physiker,
die ganz aus dem Häuschen waren,
die ganz aus dem Häuschen waren,
03:18
and you'd be forgiven for thinking
57
186600
1656
und glauben Sie mir,
03:20
we get that way every time
we discover a new particle.
we discover a new particle.
58
188280
2536
das passiert uns immer bei neuen Teilchen.
03:22
Well, that is kind of true,
59
190840
1336
Nun, das ist wohl wahr,
03:24
but the Higgs boson
is particularly special.
is particularly special.
60
192200
2696
aber das Higgs-Boson ist
ein sehr spezielles Teilchen.
ein sehr spezielles Teilchen.
03:26
We all got so excited
because finding the Higgs
because finding the Higgs
61
194920
2456
Wir waren alle so begeistert,
weil die Entdeckung des Higgs-Bosons
weil die Entdeckung des Higgs-Bosons
03:29
proves the existence
of a cosmic energy field.
of a cosmic energy field.
62
197400
3336
die Existenz eines
kosmischen Energiefeldes bewies.
kosmischen Energiefeldes bewies.
03:32
Now, you may have trouble
imagining an energy field,
imagining an energy field,
63
200760
2616
Auch wenn Sie sich ein Energiefeld
nicht vorstellen können,
nicht vorstellen können,
03:35
but we've all experienced one.
64
203400
1429
wir alle kennen eines.
03:36
If you've ever held a magnet
close to a piece of metal
close to a piece of metal
65
204853
2536
Wenn Sie einen Magneten
dicht an ein Metall halten,
dicht an ein Metall halten,
03:39
and felt a force pulling across that gap,
66
207413
2123
und die Kraft über der Lücke spüren,
03:41
then you've felt the effect of a field.
67
209560
1858
spüren Sie die Wirkung des Kraftfeldes.
03:43
And the Higgs field
is a little bit like a magnetic field,
is a little bit like a magnetic field,
68
211442
3374
Das Higgs-Feld ist so etwas
wie ein magnetisches Feld,
wie ein magnetisches Feld,
03:46
except it has a constant value everywhere.
69
214840
2816
außer dass es überall
einen konstanten Wert hat.
einen konstanten Wert hat.
03:49
It's all around us right now.
70
217680
1456
Es ist jetzt hier überall.
03:51
We can't see it or touch it,
71
219160
1736
Wir sehen oder fühlen es nicht,
03:52
but if it wasn't there,
72
220920
1216
aber wenn es fehlt,
03:54
we would not exist.
73
222160
1440
würden wir nicht existieren.
03:56
The Higgs field gives mass
74
224200
1776
Unsere Elementarteilchen
03:58
to the fundamental particles
that we're made from.
that we're made from.
75
226000
2376
erhalten ihre Masse durch das Higgs-Feld.
04:00
If it wasn't there, those particles
would have no mass,
would have no mass,
76
228400
2616
Wäre es nicht da,
hätten die Teilchen keine Masse,
hätten die Teilchen keine Masse,
04:03
and no atoms could form
and there would be no us.
and there would be no us.
77
231040
2680
Atome formten sich nicht,
und wir existierten nicht.
und wir existierten nicht.
04:06
But there is something deeply mysterious
about the Higgs field.
about the Higgs field.
78
234880
4456
Aber es gibt ein großes
Mysterium beim Higgs-Feld.
Mysterium beim Higgs-Feld.
04:11
Relativity and quantum mechanics tell us
that it has two natural settings,
that it has two natural settings,
79
239360
3696
Nach Relativität und Quantenmechanik
hat es genau zwei natürliche Werte,
hat es genau zwei natürliche Werte,
04:15
a bit like a light switch.
80
243080
1656
etwa wie ein Lichtschalter.
04:16
It should either be off,
81
244760
1376
Es sollte entweder "Aus" sein,
04:18
so that it has a zero value
everywhere in space,
everywhere in space,
82
246160
2656
also überall im Raum den Wert "0" haben,
04:20
or it should be on so it has
an absolutely enormous value.
an absolutely enormous value.
83
248840
3360
oder es sollte "An" sein, dann hat es
einen "absolut riesigen Wert".
einen "absolut riesigen Wert".
04:24
In both of these scenarios,
atoms could not exist,
atoms could not exist,
84
252840
2736
In beiden Fällen könnten
Atome nicht existieren,
Atome nicht existieren,
04:27
and therefore all the other
interesting stuff
interesting stuff
85
255600
2136
und nichts von all dem Wunderbaren,
04:29
that we see around us
in the universe would not exist.
in the universe would not exist.
86
257760
2639
was uns im Universum umgibt,
würde existieren.
würde existieren.
04:33
In reality, the Higgs field
is just slightly on,
is just slightly on,
87
261000
3616
Tatsächlich ist das Higgs-Feld
nur ganz leicht "An",
nur ganz leicht "An",
04:36
not zero but 10,000 trillion times weaker
than its fully on value,
than its fully on value,
88
264640
5056
nicht "0", aber 10 000-Billionen-mal
schwächer als sein voller Wert,
schwächer als sein voller Wert,
04:41
a bit like a light switch that's got stuck
just before the off position.
just before the off position.
89
269720
4120
fast wie ein Lichtschalter, der kurz
vor der Aus-Stellung hängen bleibt.
vor der Aus-Stellung hängen bleibt.
04:46
And this value is crucial.
90
274480
1616
Dieser Wert ist entscheidend.
04:48
If it were a tiny bit different,
91
276120
1856
Wenn er nur eine Winzigkeit abweicht,
04:50
then there would be
no physical structure in the universe.
no physical structure in the universe.
92
278000
3656
gibt es keinerlei physikalische Struktur
im Universum.
im Universum.
04:53
So this is the first
of our dangerous numbers,
of our dangerous numbers,
93
281680
2176
Das ist die erste
unserer gefährlichen Zahlen,
unserer gefährlichen Zahlen,
04:55
the strength of the Higgs field.
94
283880
2056
die Stärke des Higgs-Felds.
04:57
Theorists have spent decades
trying to understand
trying to understand
95
285960
2736
Jahrzehnte versuchten
Theoretiker zu verstehen,
Theoretiker zu verstehen,
05:00
why it has this very peculiarly
fine-tuned number,
fine-tuned number,
96
288720
2656
warum es diesen sehr speziellen Wert hat,
05:03
and they've come up
with a number of possible explanations.
with a number of possible explanations.
97
291400
2816
und sie lieferten eine Anzahl
möglicher Erklärungen.
möglicher Erklärungen.
05:06
They have sexy-sounding names
like "supersymmetry"
like "supersymmetry"
98
294240
2936
Sie haben sexy-klingende Namen
wie "Supersymmetrie"
wie "Supersymmetrie"
05:09
or "large extra dimensions."
99
297200
1936
oder "große Extra-Dimensionen".
05:11
I'm not going to go
into the details of these ideas now,
into the details of these ideas now,
100
299160
2776
Ich werde auf diese Theorien
jetzt nicht im Detail eingehen,
jetzt nicht im Detail eingehen,
05:13
but the key point is this:
101
301960
2376
aber der Knackpunkt ist folgender:
05:16
if any of them explained this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field,
fine-tuned value of the Higgs field,
102
304360
3856
Falls eine der Theorien
den fein-abgestimmten Wert
des Higgs-Felds erklärt,
des Higgs-Felds erklärt,
05:20
then we should see new particles
being created at the LHC
being created at the LHC
103
308240
3736
dann sollten wir am LHC
neue Partikel sehen,
neue Partikel sehen,
05:24
along with the Higgs boson.
104
312000
1976
die mit dem Higgs-Boson auftreten.
05:26
So far, though, we've not seen
any sign of them.
any sign of them.
105
314000
2960
Bis jetzt haben wir jedoch
noch keinerlei Anzeichen entdeckt.
noch keinerlei Anzeichen entdeckt.
05:29
But there's actually an even worse example
106
317960
2056
Nun gibt es ein noch schlimmeres Beispiel
05:32
of this kind of fine-tuning
of a dangerous number,
of a dangerous number,
107
320040
2376
von fein-abgestimmten gefährlichen Werten,
05:34
and this time it comes
from the other end of the scale,
from the other end of the scale,
108
322440
2616
und es kommt genau vom
anderen Ende der Größenskala,
anderen Ende der Größenskala,
05:37
from studying the universe
at vast distances.
at vast distances.
109
325080
2856
von der Lehre des Universums
in seiner unglaublichen Ausdehnung.
in seiner unglaublichen Ausdehnung.
05:39
One of the most important consequences
of Einstein's general theory of relativity
of Einstein's general theory of relativity
110
327960
4336
Eine der wichtigsten Folgen
von Einsteins Relativitätstheorie
von Einsteins Relativitätstheorie
05:44
was the discovery that the universe began
as a rapid expansion of space and time
as a rapid expansion of space and time
111
332320
4416
war die Entdeckung, dass das Universum
vor 13,8 Milliarden Jahren
vor 13,8 Milliarden Jahren
05:48
13.8 billion years ago, the Big Bang.
112
336760
3776
mit einer Expansion der Raum-Zeit,
dem Urknall, begann.
dem Urknall, begann.
05:52
Now, according to early versions
of the Big Bang theory,
of the Big Bang theory,
113
340560
2656
Nach den ersten Ansätzen
der Urknall-Theorie
der Urknall-Theorie
05:55
the universe has been expanding ever since
114
343240
2176
expandierte das Universum schon immer
05:57
with gravity gradually putting
the brakes on that expansion.
the brakes on that expansion.
115
345440
4056
und die Gravitation bremste
die Expansion kontinuierlich ab.
die Expansion kontinuierlich ab.
06:01
But in 1998, astronomers made
the stunning discovery
the stunning discovery
116
349520
3336
Aber 1998 machten die Astronomen
die erstaunliche Entdeckung,
die erstaunliche Entdeckung,
06:04
that the expansion of the universe
is actually speeding up.
is actually speeding up.
117
352880
2816
dass sich die Expansion
des Universum beschleunigt.
des Universum beschleunigt.
06:07
The universe is getting
bigger and bigger faster and faster
bigger and bigger faster and faster
118
355720
3136
Das Universum wird
immer größer und schneller,
immer größer und schneller,
06:10
driven by a mysterious repulsive force
called dark energy.
called dark energy.
119
358880
3840
angetrieben von einer mysteriösen Kraft,
der "dunklen Energie".
der "dunklen Energie".
06:15
Now, whenever you hear
the word "dark" in physics,
the word "dark" in physics,
120
363280
2416
Immer wenn Physiker
das Wort "dunkel" verwenden,
das Wort "dunkel" verwenden,
06:17
you should get very suspicious
121
365720
1496
sollten Sie vorsichtig sein,
06:19
because it probably means
we don't know what we're talking about.
we don't know what we're talking about.
122
367240
3056
weil das wahrscheinlich heißt,
wir wissen nicht, worüber wir reden.
wir wissen nicht, worüber wir reden.
06:22
(Laughter)
123
370320
1016
(Lachen)
06:23
We don't know what dark energy is,
124
371360
2016
Wir wissen nicht, was dunkle Energie ist,
06:25
but the best idea is that it's the energy
of empty space itself,
of empty space itself,
125
373400
4736
aber als bester Ansatz gilt, dass es
die Energie des leeren Raumes ist,
die Energie des leeren Raumes ist,
06:30
the energy of the vacuum.
126
378160
2216
die Vakuumenergie.
06:32
Now, if you use good old
quantum mechanics to work out
quantum mechanics to work out
127
380400
2536
Nimmt man nun die gute alte
Quantenmechanik her,
Quantenmechanik her,
06:34
how strong dark energy should be,
128
382960
1616
und berechnet die dunkle Energie,
06:36
you get an absolutely astonishing result.
129
384600
3216
erhält man ein absolut
erstaunliches Ergebnis.
erstaunliches Ergebnis.
06:39
You find that dark energy
130
387840
1856
Die dunkle Energie müsste
06:41
should be 10 to the power
of 120 times stronger
of 120 times stronger
131
389720
3976
10- hoch 120-mal stärker
als der Wert sein,
als der Wert sein,
06:45
than the value we observe from astronomy.
132
393720
2816
den Astronomen beobachten.
06:48
That's one with 120 zeroes after it.
133
396560
4816
Das ist eine Eins mit 120 Nullen.
06:53
This is a number so mind-bogglingly huge
134
401400
2576
Das ist so eine unvorstellbar große Zahl,
06:56
that it's impossible
to get your head around.
to get your head around.
135
404000
2216
dass es unmöglich ist,
sie sich vorzustellen.
sie sich vorzustellen.
06:58
We often use the word "astronomical"
when we're talking about big numbers.
when we're talking about big numbers.
136
406240
3496
Wir verwenden oft das Wort "astronomisch",
wenn wir von so großen Zahlen reden.
wenn wir von so großen Zahlen reden.
07:01
Well, even that one won't do here.
137
409760
1656
Aber das reicht hier nicht.
07:03
This number is bigger
than any number in astronomy.
than any number in astronomy.
138
411440
2416
Die Zahl ist größer als jede Zahl.
07:05
It's a thousand trillion
trillion trillion times bigger
trillion trillion times bigger
139
413880
3096
Sie ist 1000-Billionen-
Billionen-Billionen-mal größer
Billionen-Billionen-mal größer
07:09
than the number of atoms
in the entire universe.
in the entire universe.
140
417000
2640
als die Anzahl der Atome
des gesamten Universums.
des gesamten Universums.
07:12
So that's a pretty bad prediction.
141
420440
1816
Das ist eine richtig schlimme Aussage.
07:14
In fact, it's been called
the worst prediction in physics,
the worst prediction in physics,
142
422280
2715
Tatsächlich wird sie die schlimmste
Aussage der Physik genannt,
Aussage der Physik genannt,
07:17
and this is more than just
a theoretical curiosity.
a theoretical curiosity.
143
425019
3277
und das ist mehr als nur
eine theoretische Kuriosität.
eine theoretische Kuriosität.
07:20
If dark energy were
anywhere near this strong,
anywhere near this strong,
144
428320
2736
Falls die dunkle Energie auch nur
annähernd so stark wäre,
annähernd so stark wäre,
07:23
then the universe
would have been torn apart,
would have been torn apart,
145
431080
2136
würde das Universum auseinander gerissen.
07:25
stars and galaxies could not form,
and we would not be here.
and we would not be here.
146
433240
3320
Sterne und Galaxien könnten
nicht entstehen und wir wären nicht hier.
nicht entstehen und wir wären nicht hier.
07:29
So this is the second
of those dangerous numbers,
of those dangerous numbers,
147
437240
2336
Das ist die zweite
unserer gefährlichen Zahlen,
unserer gefährlichen Zahlen,
07:31
the strength of dark energy,
148
439600
1376
die Stärke der dunklen Energie,
07:33
and explaining it requires an even more
fantastic level of fine-tuning
fantastic level of fine-tuning
149
441000
3936
und um das zu erklären, braucht es eine
noch unfassbar feinere Abstimmung,
noch unfassbar feinere Abstimmung,
07:36
than we saw for the Higgs field.
150
444960
1524
als wir beim Higgs-Feld sahen.
07:38
But unlike the Higgs field,
this number has no known explanation.
this number has no known explanation.
151
446840
4600
Aber anders als beim Higgs-Feld
hat diese Zahl keine bekannte Erklärung.
hat diese Zahl keine bekannte Erklärung.
07:45
The hope was that a complete combination
152
453000
2456
Die Hoffnung war, dass eine Vereinigung
07:47
of Einstein's general
theory of relativity,
theory of relativity,
153
455480
2216
von Einsteins
Allgemeiner Relativitätstheorie,
Allgemeiner Relativitätstheorie,
07:49
which is the theory
of the universe at grand scales,
of the universe at grand scales,
154
457720
2576
der Theorie des großen Universums,
07:52
with quantum mechanics, the theory
of the universe at small scales,
of the universe at small scales,
155
460320
3456
mit der Quantenmechanik,
der Theorie des kleinen Universums,
der Theorie des kleinen Universums,
07:55
might provide a solution.
156
463800
1856
eine Lösung brächte.
07:57
Einstein himself
spent most of his later years
spent most of his later years
157
465680
2456
Einstein selbst verbrachte
seine letzten Lebensjahre
seine letzten Lebensjahre
08:00
on a futile search
for a unified theory of physics,
for a unified theory of physics,
158
468160
3176
mit der vergeblichen Suche nach
der vereinten Theorie der Physik,
der vereinten Theorie der Physik,
08:03
and physicists have kept at it ever since.
159
471360
3376
und die Physiker haben
seitdem nicht nachgelassen.
seitdem nicht nachgelassen.
08:06
One of the most promising candidates
for a unified theory is string theory,
for a unified theory is string theory,
160
474760
4136
Eine der vielversprechensten Theorien
hierfür ist die String-Theorie.
hierfür ist die String-Theorie.
08:10
and the essential idea is,
161
478920
1296
Der Gedanke dahinter ist:
08:12
if you could zoom in on the fundamental
particles that make up our world,
particles that make up our world,
162
480240
3496
Könnten Sie in die elementaren Teilchen
unserer Welt hinein zoomen,
unserer Welt hinein zoomen,
08:15
you'd see actually
that they're not particles at all,
that they're not particles at all,
163
483760
2656
würden Sie sehen,
dass es keine Teilchen sind,
dass es keine Teilchen sind,
08:18
but tiny vibrating strings of energy,
164
486440
2616
sondern kleine schwingende
Fäden von Energie,
Fäden von Energie,
08:21
with each frequency of vibration
corresponding to a different particle,
corresponding to a different particle,
165
489080
4336
wobei jede Schwingungsfrequenz
einem anderen Teilchen entspricht,
einem anderen Teilchen entspricht,
08:25
a bit like musical notes
on a guitar string.
on a guitar string.
166
493440
2560
etwa wie verschiedene Töne
auf einer Gitarrensaite.
auf einer Gitarrensaite.
08:28
So it's a rather elegant, almost poetic
way of looking at the world,
way of looking at the world,
167
496680
3376
Also eine elegante, fast poetische Art,
auf die Welt zu blicken,
auf die Welt zu blicken,
08:32
but it has one catastrophic problem.
168
500080
3456
aber da gibt es ein riesiges Problem.
08:35
It turns out that string theory
isn't one theory at all,
isn't one theory at all,
169
503560
2896
Denn die String-Theorie
ist nicht nur eine Theorie,
ist nicht nur eine Theorie,
08:38
but a whole collection of theories.
170
506480
2296
sondern eine Ansammlung von Theorien.
08:40
It's been estimated, in fact,
171
508800
1416
Es wird angenommen,
08:42
that there are 10 to the 500
different versions of string theory.
different versions of string theory.
172
510240
3936
dass 10 hoch 500 verschiedene Versionen
der String-Theorie existieren.
der String-Theorie existieren.
08:46
Each one would describe
a different universe
a different universe
173
514200
2376
Jede Version beschreibt
ein anderes Universum
ein anderes Universum
08:48
with different laws of physics.
174
516600
2136
mit anderen physikalischen Gesetzen.
08:50
Now, critics say this makes
string theory unscientific.
string theory unscientific.
175
518760
2616
Kritikern ist die String-Theorie
zu unwissenschaftlich.
zu unwissenschaftlich.
08:53
You can't disprove the theory.
176
521400
1936
Man kann die Theorie nicht widerlegen.
08:55
But others actually
turned this on its head
turned this on its head
177
523360
2000
Andere drehten die Sache um und sagten,
dass diese offensichtliche Schwäche
dass diese offensichtliche Schwäche
08:57
and said, well,
maybe this apparent failure
maybe this apparent failure
178
525384
2272
möglicherweise die größte Stärke
der String-Theorie ist.
der String-Theorie ist.
08:59
is string theory's greatest triumph.
179
527680
2336
09:02
What if all of these 10 to the 500
different possible universes
different possible universes
180
530040
3376
Was ist, falls diese 10 hoch 500 Universen
09:05
actually exist out there somewhere
181
533440
2216
tatsächlich irgendwo draußen
09:07
in some grand multiverse?
182
535680
2120
in einem großen Multiversum existieren?
09:10
Suddenly we can understand
183
538440
1696
Plötzlich können wir
diese verrückt präzisen Werte
diese verrückt präzisen Werte
09:12
the weirdly fine-tuned values
of these two dangerous numbers.
of these two dangerous numbers.
184
540160
3576
dieser zwei gefährlichen Zahlen verstehen.
09:15
In most of the multiverse,
185
543760
1296
In den meisten Universen
09:17
dark energy is so strong
that the universe gets torn apart,
that the universe gets torn apart,
186
545080
2976
ist die dunkle Energie so stark,
dass sie zerrissen werden,
dass sie zerrissen werden,
09:20
or the Higgs field is so weak
that no atoms can form.
that no atoms can form.
187
548080
3336
oder das Higgs-Feld ist so schwach,
dass keine Atome entstehen können.
dass keine Atome entstehen können.
09:23
We live in one of the places
in the multiverse
in the multiverse
188
551440
2176
Wir leben also
an einem Ort im Multiversum,
an einem Ort im Multiversum,
09:25
where the two numbers are just right.
189
553640
2376
wo diese zwei Zahlen passen.
09:28
We live in a Goldilocks universe.
190
556040
2360
Wir leben in einem Goldlöckchen-Universum.
09:31
Now, this idea is extremely controversial,
and it's easy to see why.
and it's easy to see why.
191
559640
4856
Dieser Gedanke ist sehr umstritten und
der Grund dafür ist leicht zu verstehen.
der Grund dafür ist leicht zu verstehen.
09:36
If we follow this line of thinking,
192
564520
1896
Folgen wir diesem Gedankengang,
09:38
then we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
193
566440
2376
werden wir niemals jene
Frage beantworten können:
Frage beantworten können:
09:40
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
194
568840
2456
"Warum ist da 'etwas' und nicht 'nichts'?"
09:43
In most of the multiverse,
there is nothing,
there is nothing,
195
571320
2176
In den meisten Universen gibt es "nichts",
und wir leben an einem der wenigen Orte,
09:45
and we live in one of the few places
196
573520
1816
09:47
where the laws of physics
allow there to be something.
allow there to be something.
197
575360
3000
wo die Gesetze der Physik es erlauben,
dass da "etwas" ist.
dass da "etwas" ist.
09:51
Even worse, we can't test
the idea of the multiverse.
the idea of the multiverse.
198
579360
3136
Noch schlimmer, wir können die These
des Multiversums nicht testen.
des Multiversums nicht testen.
09:54
We can't access these other universes,
199
582520
2136
Wir erreichen die anderen Universen nicht.
09:56
so there's no way of knowing
whether they're there or not.
whether they're there or not.
200
584680
3240
Es gibt keine Möglichkeit zu wissen,
ob sie da sind oder nicht.
ob sie da sind oder nicht.
10:01
So we're in an extremely
frustrating position.
frustrating position.
201
589640
3336
Wir sind in einer äußerst
frustrierenden Situation.
frustrierenden Situation.
10:05
That doesn't mean
the multiverse doesn't exist.
the multiverse doesn't exist.
202
593000
2696
Das heißt nicht, dass
das Multiversum nicht existiert.
das Multiversum nicht existiert.
10:07
There are other planets,
other stars, other galaxies,
other stars, other galaxies,
203
595720
2576
Es gibt ja andere Planeten,
Sterne und Galaxien,
Sterne und Galaxien,
10:10
so why not other universes?
204
598320
2176
warum dann nicht auch andere Universen?
10:12
The problem is, it's unlikely
we'll ever know for sure.
we'll ever know for sure.
205
600520
3360
Das Problem ist, wir werden es
wohl nie erfahren.
wohl nie erfahren.
10:16
Now, the idea of the multiverse
has been around for a while,
has been around for a while,
206
604720
3336
Die Idee des Multiversums
gibt es schon eine Weile,
gibt es schon eine Weile,
10:20
but in the last few years,
we've started to get the first solid hints
we've started to get the first solid hints
207
608080
3256
und in den letzten Jahren erhielten wir
die ersten konkreten Hinweise darauf,
die ersten konkreten Hinweise darauf,
10:23
that this line of reasoning
may get born out.
may get born out.
208
611360
2760
dass sich diese Überlegungen
bestätigen könnten.
bestätigen könnten.
10:27
Despite high hopes
for the first run of the LHC,
for the first run of the LHC,
209
615280
3376
Ungeachtet der hohen Erwartungen
für den ersten Lauf des LHC
für den ersten Lauf des LHC
10:30
what we were looking for there --
210
618680
1572
suchten wir ...
10:32
we were looking
for new theories of physics:
for new theories of physics:
211
620276
2060
Wir suchten neue Theorien der Physik:
10:34
supersymmetry or large extra dimensions
212
622360
1896
Supersymmetrie
oder große Extra-Dimensionen,
oder große Extra-Dimensionen,
10:36
that could explain this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field.
fine-tuned value of the Higgs field.
213
624280
4216
die die unglaublich fein-abgestimmten
Werte des Higgs-Feldes erklären könnten.
Werte des Higgs-Feldes erklären könnten.
10:40
But despite high hopes, the LHC
revealed a barren subatomic wilderness
revealed a barren subatomic wilderness
214
628520
4216
Trotz hoher Erwartungen zeigte uns der
LHC eine Wüste subatomarer Teilchen,
LHC eine Wüste subatomarer Teilchen,
10:44
populated only by a lonely Higgs boson.
215
632760
2680
bevölkert von einem einsamen Higgs-Boson.
10:48
My experiment published paper after paper
216
636680
2336
Von meinem Experiment wurde
Studie um Studie veröffentlicht,
Studie um Studie veröffentlicht,
10:51
where we glumly had to conclude
that we saw no signs of new physics.
that we saw no signs of new physics.
217
639040
4480
bei denen wir demütig folgern mussten,
dass wir keinen Anzeichen
neuer physikalischer Theorien sahen.
neuer physikalischer Theorien sahen.
10:56
The stakes now could not be higher.
218
644400
2656
Die Herausforderungen
könnten nicht größer sein.
könnten nicht größer sein.
10:59
This summer, the LHC began
its second phase of operation
its second phase of operation
219
647080
2896
Diesen Sommer begann das LHC
seine zweite Betriebsphase,
seine zweite Betriebsphase,
11:02
with an energy almost double
what we achieved in the first run.
what we achieved in the first run.
220
650000
3256
mit einer doppelt so hohen Energie
als in der ersten Phase.
als in der ersten Phase.
11:05
What particle physicists
are all desperately hoping for
are all desperately hoping for
221
653280
2656
Die Teilchenphysiker
hoffen verzweifelt darauf,
hoffen verzweifelt darauf,
11:07
are signs of new particles,
micro black holes,
micro black holes,
222
655960
2776
Hinweise auf neue Teilchen,
mikro-schwarzer Löcher,
mikro-schwarzer Löcher,
11:10
or maybe something totally unexpected
223
658760
2096
oder etwas völlig Unerwartetes
zu entdecken,
zu entdecken,
11:12
emerging from the violent collisions
at the Large Hadron Collider.
at the Large Hadron Collider.
224
660880
3616
was die gewaltigen Zusammenstöße
am LHC hervorbringen werden.
am LHC hervorbringen werden.
11:16
If so, then we can continue
this long journey
this long journey
225
664520
2336
Wenn das eintrifft,
können wir die Reise fortsetzen,
können wir die Reise fortsetzen,
11:18
that began 100 years ago
with Albert Einstein
with Albert Einstein
226
666880
2576
die mit Albert Einstein
vor 100 Jahren begann,
vor 100 Jahren begann,
11:21
towards an ever deeper understanding
of the laws of nature.
of the laws of nature.
227
669480
3520
und ein noch tieferes Verständnis
der Naturgesetze erreichen.
der Naturgesetze erreichen.
11:25
But if, in two or three years' time,
228
673760
2016
Wenn wir jedoch in 2 bis 3 Jahren,
11:27
when the LHC switches off again
for a second long shutdown,
for a second long shutdown,
229
675800
3336
wenn der LHC für eine zweite
längere Zeit abgeschaltet wird,
längere Zeit abgeschaltet wird,
11:31
we've found nothing but the Higgs boson,
230
679160
2296
nichts als das Higgs-Boson gefunden haben,
11:33
then we may be entering
a new era in physics:
a new era in physics:
231
681480
3816
dann beginnt womöglich
eine neue Ära in der Physik --
eine neue Ära in der Physik --
11:37
an era where there are weird features
of the universe that we cannot explain;
of the universe that we cannot explain;
232
685320
4776
eine Ära, in der wir die Phänomene
des Universums nicht erklären können;
des Universums nicht erklären können;
11:42
an era where we have hints
that we live in a multiverse
that we live in a multiverse
233
690120
3056
eine Ära mit Hinweisen darauf,
in einem Multiversum zu leben,
in einem Multiversum zu leben,
11:45
that lies frustratingly
forever beyond our reach;
forever beyond our reach;
234
693200
3776
welches frustierenderweise
unerreichbar weit entfernt liegt;
unerreichbar weit entfernt liegt;
11:49
an era where we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
235
697000
3256
eine Ära, in der wir nie folgende
Frage beantworten können:
Frage beantworten können:
11:52
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
236
700280
3056
"Warum ist da 'etwas' und nicht 'nichts'?"
11:55
Thank you.
237
703360
1216
Vielen Dank.
11:56
(Applause)
238
704600
6416
(Applaus)
12:03
Bruno Giussani: Harry,
even if you just said
even if you just said
239
711040
3056
Bruno Guissani: Harry,
auch wenn Sie gerade sagten,
auch wenn Sie gerade sagten,
12:06
the science may not have some answers,
240
714120
1856
die Wissenschaft habe
einige Antworten nicht,
einige Antworten nicht,
12:08
I would like to ask you a couple
of questions, and the first is:
of questions, and the first is:
241
716000
3016
möchte ich Ihnen einige Fragen stellen
und die erste ist:
und die erste ist:
12:11
building something like the LHC
is a generational project.
is a generational project.
242
719040
3016
So etwas wie den LHC zu bauen,
ist ein Generationenprojekt.
ist ein Generationenprojekt.
12:14
I just mentioned, introducing you,
that we live in a short-term world.
that we live in a short-term world.
243
722080
4296
Als ich Sie vorstellte, sagte ich,
dass wir in einer kurzlebigen Zeit leben.
dass wir in einer kurzlebigen Zeit leben.
12:18
How do you think so long term,
244
726400
2856
Wie plant man eine solche Maschine,
12:21
projecting yourself out a generation
when building something like this?
when building something like this?
245
729280
3336
die über eine Generation hinaus
gebaut werden soll?
gebaut werden soll?
12:24
Harry Cliff: I was very lucky
246
732640
1416
Harry Cliff: Ich hatte Glück.
12:26
that I joined the experiment
I work on at the LHC in 2008,
I work on at the LHC in 2008,
247
734080
2816
Ich schloss mich 2008
dem Experiment am LHC an,
dem Experiment am LHC an,
12:28
just as we were switching on,
248
736920
1381
gerade als wir ihn starteten.
12:30
and there are people in my research group
who have been working on it
who have been working on it
249
738325
3251
Es gab Leute in meiner Gruppe,
die daran schon gearbeitet haben,
die daran schon gearbeitet haben,
12:33
for three decades,
their entire careers on one machine.
their entire careers on one machine.
250
741600
2616
und das 30 Jahre, ihre ganze Karriere
an einer Maschine.
an einer Maschine.
12:36
So I think the first conversations
about the LHC were in 1976,
about the LHC were in 1976,
251
744240
3176
Ich glaube also, die ersten Gespräche
über den LHC gab es 1976,
über den LHC gab es 1976,
12:39
and you start planning the machine
without the technology
without the technology
252
747440
2696
und sie planten die Maschine,
ohne die Technologien zu haben,
ohne die Technologien zu haben,
12:42
that you know you're going to need
to be able to build it.
to be able to build it.
253
750160
2416
die sie für den Zusammenbau brauchen.
12:44
So the computing power
did not exist in the early '90s
did not exist in the early '90s
254
752600
2536
Die Rechenleistung gab es
Anfang der 90er nicht,
Anfang der 90er nicht,
12:47
when design work began in earnest.
255
755160
1620
als die konkrete Planung begann.
12:48
One of the big detectors
which record these collisions,
which record these collisions,
256
756804
2216
Die großen Detektoren,
die zur Aufzeichnung
der Kollisionen dienen --
der Kollisionen dienen --
12:51
they didn't think there was technology
257
759044
1852
Sie glaubten, dass keine Technik
12:52
that could withstand the radiation
that would be created in the LHC,
that would be created in the LHC,
258
760920
2856
die entstehende Strahlung
am LHC aushalten kann.
am LHC aushalten kann.
12:55
so there was basically a lump of lead
in the middle of this object
in the middle of this object
259
763800
2736
So war da zunächst
ein Bleiklumpen in der Mitte
ein Bleiklumpen in der Mitte
12:58
with some detectors around the outside,
260
766560
1576
mit einigen Detektoren herum.
13:00
but subsequently
we have developed technology.
we have developed technology.
261
768160
1896
Aber dann entwickelten wir die Technik.
13:02
So you have to rely on people's ingenuity,
that they will solve the problems,
that they will solve the problems,
262
770080
3336
Man muss sich auf den Erfindergeist der
Leute verlassen, die Probleme zu lösen.
Leute verlassen, die Probleme zu lösen.
13:05
but it may be a decade
or more down the line.
or more down the line.
263
773440
1856
Das kann 10 Jahre und länger dauern.
13:07
BG: China just announced
two or three weeks ago
two or three weeks ago
264
775320
2216
BG: China hat vor 2-3 Wochen verkündet,
13:09
that they intend to build
265
777560
1456
dass sie einen Supercollider planen,
13:11
a supercollider twice the size of the LHC.
266
779040
2976
der doppelt so groß wie der LHC sein soll.
13:14
I was wondering how you
and your colleagues welcome the news.
and your colleagues welcome the news.
267
782040
3616
Ich frage mich, wie Sie und Ihre Kollegen
diese Nachricht aufgenommen haben.
diese Nachricht aufgenommen haben.
13:17
HC: Size isn't everything, Bruno.
BG: I'm sure. I'm sure.
BG: I'm sure. I'm sure.
268
785680
2736
HC: Größe ist nicht alles, Bruno.
BG: Sicher, sicher.
BG: Sicher, sicher.
13:20
(Laughter)
269
788440
1776
(Lachen)
HC: Es klingt lustig, wenn
ein Teilchenhysiker das sagt.
ein Teilchenhysiker das sagt.
13:22
It sounds funny for a particle
physicist to say that.
physicist to say that.
270
790240
2096
13:24
But I mean, seriously, it's great news.
271
792360
2336
Aber im Ernst, das sind tolle Neuigkeiten.
13:26
So building a machine like the LHC
272
794720
2496
Um einen Maschine wie den LHC zu bauen,
13:29
requires countries from all over the world
to pool their resources.
to pool their resources.
273
797240
2776
braucht es Staaten aus aller Welt,
die ihre Resourcen bündeln.
die ihre Resourcen bündeln.
13:32
No one nation can afford
to build a machine this large,
to build a machine this large,
274
800040
2336
Keine Nation kann
so eine große Maschine bauen,
so eine große Maschine bauen,
13:34
apart from maybe China,
275
802400
1216
außer vielleicht China,
13:35
because they can mobilize
huge amounts of resources,
huge amounts of resources,
276
803640
2216
weil es für den Bau große Resourcen
13:37
manpower and money
to build machines like this.
to build machines like this.
277
805880
2056
wie Geld und Arbeit mobilisieren kann.
13:39
So it's only a good thing.
278
807960
1256
Also ist es eine gute Sache.
13:41
What they're really planning to do
is to build a machine
is to build a machine
279
809240
2336
Sie planen tatsächlich das Higgs-Boson
detailliert nach Hinweisen zu untersuchen,
detailliert nach Hinweisen zu untersuchen,
13:43
that will study the Higgs boson in detail
and could give us some clues
and could give us some clues
280
811600
2736
13:46
as to whether these new ideas,
like supersymmetry, are really out there,
like supersymmetry, are really out there,
281
814360
2936
ob die Konzepte wie Supersymmetrie
tatsächlich existieren.
tatsächlich existieren.
13:49
so it's great news for physics, I think.
282
817320
1905
Das sind doch tolle Neuigkeiten
für die Physik.
für die Physik.
13:51
BG: Harry, thank you.
HC: Thank you very much.
HC: Thank you very much.
283
819249
2176
BG: Harry, vielen Dank.
HC: Vielen Dank.
HC: Vielen Dank.
13:53
(Applause)
284
821449
3191
ABOUT THE SPEAKER
Harry Cliff - Particle physicistHarry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature.
Why you should listen
Harry Cliff works on the Large Hadron Collider at CERN and is a member of the LHCb collaboration, a large international team searching for signs of new particles and forces of nature in high-energy particle collisions. He is the Fellow of Modern Science at the Science Museum in London and curated their “Collider” exhibition as well as the more recent “Einstein’s Legacy”, which explores the scientific and cultural impact of Albert Einstein’s life and work.
Harry Cliff | Speaker | TED.com