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In unserem alltäglichen Leben müssen wir uns stets in drei Dimensionen orientieren.
Es erscheint uns vollkommen natürlich, dass alles eine Höhe, eine Tiefe und eine Breite hat. Und um den Ort eines Objekts anzugeben, benötigen wir genau drei Koordinaten x,y und z.
 
Doch woher kommt die mysteriöse Zahl drei eigentlich? Warum hat unser Raum genau drei Dimensionen und nicht 2 oder vielmehr 17? Und ist unser Universum wirklich dreidimensional oder gibt es nicht noch viel mehr Dimensionen, die wir nur mit unserer beschränkten menschlichen Wahrnehmung niemals sehen können?
 
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Quellen und mehr zum Thema:
Brian Greene: Das elegante Universum
Wie viele Dimensionen hat das Universum? - Spektrum der Wissenschaft
https://www.spektrum.de/news/wie-viele-dimensionen-hat-das-universum/1915645
Die Dimensionen des Lebens - Harald Lesch und Josef M. Gaßner
https://pro-physik.de/zeitschriften/download/16884
Warum ist das Universum dreidimensional? » SciLogs - Wissenschaftsblogs
https://scilogs.spektrum.de/das-zauberwort/warum-ist-das-universum-dreidimensional/#:~:text=Was%20genau%20wollen%20wir%20dabei,das%20Universum%20drei%20Raumdimensionen%20aufweist.
Wie viele Gigabyte hat unser Gehirn? - SWR Wissen
https://www.swr.de/wissen/1000-antworten/wie-viele-gigabyte-hat-unser-gehirn-108.html#:~:text=Man%20sagt%2C%20dass%20jede%20einzelne,auf%20mindestens%20100%20Billionen%20Synapsen.

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Transkript
00:00In unserem alltäglichen Leben müssen wir uns stets in drei Dimensionen orientieren.
00:07Es erscheint uns vollkommen natürlich, dass alles eine Höhe, eine Tiefe und eine Breite hat.
00:13Und um den Ort eines Objekts anzugeben, benötigen wir genau drei Koordinaten x, y und z.
00:19Doch woher kommt diese mysteriöse Zahl 3 eigentlich?
00:22Warum hat unser Raum genau drei Dimensionen und nicht zwei oder vielmehr 17?
00:27Und ist unser Universum wirklich dreidimensional, oder gibt es nicht noch viel mehr Dimensionen,
00:32die wir nur mit unserer beschränkten menschlichen Wahrnehmung niemals sehen können?
00:36Der Grund, warum wir uns die Frage nach den Dimensionen des Universums überhaupt stellen können,
00:40ist der, dass sich in unserer dreidimensionalen Welt intelligentes Leben entwickeln konnte.
00:45Für die Entwicklung von intelligentem Leben müssen vor allem zwei wesentliche Bedingungen erfüllt sein.
00:50Zum einen benötigt es ausreichend Stabilität und zum anderen benötigt es ausreichend Komplexität.
00:57Ohne die stabilen Temperaturen und die konstante Energiezufuhr durch die Sonne
01:01und ohne die komplexen und unvorstellbar vielfältigen Moleküle, aus denen alle Lebewesen zusammengesetzt sind,
01:07wäre Leben, wie wir es kennen, absolut nicht möglich.
01:11Die Frage ist also, bieten Universen mit mehr oder weniger als drei Raumdimensionen
01:16überhaupt ausreichend Stabilität und ausreichend Komplexität zur Bildung von intelligentem Leben?
01:22Die stabilen Temperaturen und die konstante Energiezufuhr haben wir der stabilen Bahn der Erde um die Sonne zu verdanken.
01:28Und stabile Planetenbahnen sind alles andere als selbstverständlich.
01:32Tatsächlich ist die Stabilität der Umlaufbahnen sehr eng mit der Dimension des Raums verknüpft.
01:38Durch geometrische Betrachtungen lässt sich nämlich zeigen,
01:41dass die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern mit 1 geteilt durch r hoch d minus 1 abfällt.
01:47Dabei ist der Wert r der Abstand zwischen den Körpern und d die Dimension des Raums.
01:52Wie stark die Gravitation über weite Entfernungen abfällt, hängt also direkt von der Dimension des Raums ab.
01:58Je höher die Dimension des Raums, desto schwächer ist die Gravitation über große Entfernungen.
02:02Und das hat drastische Konsequenzen für die Bildung von Sternensystemen.
02:06Denn damit konnte man schon vor über 100 Jahren beweisen,
02:09dass in mehr als drei Raumdimensionen keine stabilen Planetenbahnen und daraus folgend auch kein Leben möglich ist.
02:15Die notwendige Stabilität für Leben ist also nur in maximal drei Dimensionen gegeben.
02:20In zwei Dimensionen dagegen wären stabile Orbits ebenfalls möglich.
02:24Doch in zwei Raumdimensionen gibt es ein anderes Problem, und zwar die Komplexität.
02:29Dadurch, dass in zwei Dimensionen alles Geschehen auf eine Ebene beschränkt ist,
02:34ist die Bildung komplexer Molekülstrukturen und allgemein komplexer Verbindungen extrem eingeschränkt.
02:39Betrachtet man zum Beispiel Nervenzellen, dann können in zwei Dimensionen nur beschränkt viele Zellen direkt miteinander verbunden sein.
02:46Drei Zellen können sich problemlos verbinden.
02:48Auch eine vierte Zelle kann sich mit jeder anderen Nervenzelle verknüpfen.
02:52Doch sobald eine fünfte Zelle hinzukommt, kann diese sich mit mindestens einer anderen Nervenzelle nicht mehr verbinden.
02:58In drei oder mehr Dimensionen dagegen sind unendlich viele paarweise Verbindungen möglich.
03:03Und tatsächlich benötigt es für ein komplexes Gehirn wie das des Menschen etwa tausend bis zehntausend Verbindungen pro Nervenzelle.
03:10Intelligenz wäre in einem zweidimensionalen Universum also schlichtweg unmöglich.
03:14Stellen wir uns also vor, dass es noch andere Universen mit mehr oder weniger als drei Raumdimensionen gibt,
03:20dann stellen wir fest, intelligentes Leben wäre in diesen Universen unmöglich.
03:24Vielleicht gibt es also auch Universen mit mehr oder weniger als drei Dimensionen,
03:29doch in diesen Universen wird sich niemand jemals die Frage stellen können,
03:33warum sein Universum genauso viele Dimensionen hat, wie es eben hat.
03:37Wenn wir aber davon ausgehen, dass es nur unser bekanntes Universum gibt,
03:41dann haben wir immer noch keine befriedigende Antwort darauf, woher genau die drei Raumdimensionen letztendlich kommen.
03:48Einige String-Theoretiker glauben jedoch, uns genau diese Antwort liefern zu können.
03:52Die String-Theorie ist eine der vielversprechendsten Ansätze, unser modernes Weltbild der Physik zu revolutionieren.
03:58Nach ihr besteht jegliche Form der Materie und Strahlung aus mikroskopisch kleinen Strings,
04:03also winzig kleinen eindimensionalen Fäden.
04:06Aus den unterschiedlichen Formen und Schwingungen dieser Strings ergibt sich dabei die Vielfalt der Elementarteilchen,
04:11die wir in unseren Teilchenbeschleunigern beobachten können.
04:14Das Besondere an der String-Theorie ist, ihre Mathematik funktioniert nur in neun Raumdimensionen.
04:19Die String-Theoretiker gehen also davon aus, dass unsere Welt nicht drei-, sondern eigentlich neundimensional ist.
04:26In der String-Theorie sind die sechs unsichtbaren Dimensionen gewissermaßen aufgerollt.
04:30Das heißt, sie sind auf unvorstellbar kleinen Größenskalen kompaktifiziert.
04:35Betrachtet man die Oberfläche eines Strohhalms, dann stellt diese Fläche einen zweidimensionalen Raum dar.
04:41Denn man benötigt zwei Koordinaten, um einen Punkt darauf eindeutig anzugeben.
04:45Lässt man jetzt den Radius des Strohhalms immer kleiner und kleiner werden,
04:49dann erscheint die Fläche irgendwann nur noch wie eine eindimensionale Linie.
04:53Doch in Wahrheit ist sie immer noch ein zweidimensionales Objekt.
04:56Die zweite Dimension der Oberfläche ist also aufgerollt und so klein, dass sie nicht beobachtbar ist.
05:02Genau auf diese Art und Weise sind nach der String-Theorie auch die sechs unsichtbaren Dimensionen aufgerollt.
05:07Sie sind also auf unvorstellbar kleinen Größenskalen versteckt.
05:11Aber warum sind dann genau sechs der insgesamt neun Dimensionen aufgerollt und drei nicht?
05:16Die String-Theoretiker gehen davon aus, dass am Anfang des Universums alle neun Raumdimensionen aufgerollt waren.
05:22Durch die Energie des Urknalls streben die aufgerollten Dimensionen dazu, sich abzuwickeln und zu expandieren.
05:28Doch die Abwicklung der Dimensionen kann durch um sie herum gewundene Strings verhindert werden.
05:33Wenn sich jedoch zwei dieser Strings zufällig treffen, zerstrahlen sie sich und lösen somit ihre Einschnürung um die Dimension auf.
05:39Wenn sich letztendlich genügend Strings gegenseitig zerstrahlt haben, dann wird die Einschnürung vollständig aufgelöst,
05:45wodurch sich die aufgerollte Dimension entfalten kann.
05:48Genau darin liegt laut einigen String-Theoretikern nun der Schlüssel zur Dreidimensionalität unserer Welt.
05:54In wenig Dimensionen gibt es weniger Raum, was die zufällige Kollision der gewundenen Strings sehr wahrscheinlich macht.
06:00Mit mehr Dimensionen verteilen sich die Strings auf mehr Raum.
06:03Die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Strings zufällig treffen, nimmt in drei oder mehr Dimensionen immer weiter ab.
06:09Es ist also prinzipiell möglich, dass sich auch mehr als drei Raumdimensionen entfalten,
06:13jedoch so extrem unwahrscheinlich, dass es vermutlich niemals passieren wird.
06:17Ob wir die Frage nach der Dreidimensionalität jemals zufriedenstellend beantworten können, bleibt also letztendlich offen.
06:23Vielleicht werden es uns hochentwickelte Experimente in der Zukunft tatsächlich ermöglichen,
06:28in die unvorstellbar kleinen Größenskalen der String-Theorie vorzudringen,
06:32um damit die Existenz der versteckten Dimensionen zu beweisen.
06:35Vielleicht werden sich auch eines Tages ganz plötzlich doch noch weitere Raumdimensionen entfalten,
06:40doch was dann mit unserer Welt passiert, ist für uns Menschen nicht mehr vorstellbar.
06:47Während wir mit wissenschaftlichen Theorien versuchen, Ordnung in das Chaos und die Komplexität des Universums zu bringen,
06:52steht uns eine ebenso komplexe Herausforderung in unserem alltäglichen Leben gegenüber,
06:57die Organisation unserer Finanzen.
06:59Denn auch die Welt des Geldes kann schnell zu einem wahren Wirrwarr aus Konten, Karten,
07:03unübersichtlichen Kontobewegungen und etlichen Verträgen werden.
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