Теория всего (если она есть) объяснит все во Вселенной, от квантовых частиц до спиральных галактик.
(Изображение: © Shutterstock)
Теория всего (ОО) - это гипотетическая структура, объясняющая все известные физические явления во вселенной. Исследователи искали такую модель с момента развития квантовой механики и Альберта Эйнштейна. теория относительности в начале 20 века.
Каждый из этих столпов современной физики описывает свою соответствующую область исследования - самые маленькие и самые массивные вещи в космосе - с поразительной точностью, но оба квантовая механика и относительность терпит неудачу, когда применяется к предмету друг друга. До сих пор всеобъемлющая теория всего ускользнула от ученых, и некоторые считают, что конечная цель нереальна.
Доблестные усилия Эйнштейна
Эйнштейн начал искать объединяющую теорию в 1920-х годах, по данным Американского физического общества (APS). Он никогда полностью не принимал странные парадоксы квантовой механики, и он полагал, что математика, описывающая электромагнетизм и сила тяжестиЕдинственные две силы, известные в то время, могли быть объединены в единую структуру.
«Я хочу знать, как Бог создал этот мир» Эйнштейн рассказал молодому студенту-физику по имени Эстер Саламан в 1925 году. «Меня не интересует то или иное явление, спектр того или иного элемента. Я хочу знать Его мысли; все остальное - просто детали».
Но поиски Эйнштейна оказались безумными при его жизни. «Большинство моих интеллектуальных потомков очень молоды на кладбище разочарованных надежд», - написал он в письме в 1938 году. И все же он не сдался, и, находясь на смертном одре, он попросил свои последние заметки по теории всего принесенного ему, согласно APS.
Потенциальные кандидаты
В середине 20-го века физики разработали стандартную модель, которая была названатеория почти всего«Это описывает взаимодействие все известные субатомные частицы и три из четырех фундаментальных сил: электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы, но не гравитация.
Модель, которая также включает гравитацию, будет известна как квантовая гравитация теория. Некоторые исследователи считают, что теория струн является такой основой и отвечает всем требованиям теории всего. Струнная теория утверждает, что частицы на самом деле являются одномерными, подобными струнам сущностями, вибрирующими в 11-мерной реальности. Вибрации определяют свойства различных частиц, таких как их масса и заряд.
Или, может быть, это не существует
Но другие ученые считают идею теории струн интеллектуальным тупиком. Питер Войт, физик-теоретик из Колумбийского университета, неоднократно ругал своих коллег за погоню за тем, что он считает воображаемой мечтой.
«Основная проблема исследований объединения теории струн заключается не в том, что за последние 30 лет прогресс был медленным»,Войт написал в своем блоге, «но то, что это было отрицательно, со всем изученным, показывает более ясно, почему идея не работает».
В своей пользующейся спросом книге «Краткая история времени» (Bantam Books, 1988) физик Стивен Хокинг рассказал о своем желании помочь создать теорию всего (что также было названием его биографический фильм 2014 года). Но знаменитый ученый передумал позже в жизни; он думал, что такая теория будет вне досягаемости, потому что человеческие описания реальности всегда неполны, согласно лекции 2002 года доступно на сайте, посвященном покойному физику.
Этот факт не огорчил его, а вселил в него надежду. «Теперь я рад, что наш поиск понимания никогда не закончится, и что мы всегда будем испытывать новые открытия», - сказал Хокинг. «Без этого мы бы застоялись».
Дополнительные ресурсы:
- Смотри объяснение ГУТ и ОО (Великая единая теория и теория всего), от Fermilab.
- Вот как работает физик-теоретик Мичио Каку объясняет теорию всего для большой мысли.
- Смотреть "Почему теория струн неверна"из PBS Space Time.
