Teória všetkého (ak existuje) by vysvetlila všetko vo vesmíre, od kvantových častíc po špirálové galaxie.
(Obrázok: © Shutterstock)
Teória všetkého (TOE) je hypotetický rámec vysvetľujúci všetky známe fyzikálne javy vo vesmíre. Vedci hľadali takýto model už od vývoja kvantovej mechaniky a Albert Einsteinovej teória relativity začiatkom 20. storočia.
Každý z týchto pilierov modernej fyziky popisuje svoju príslušnú oblasť skúmania - najmenšie a najmasívnejšie veci vo vesmíre - s ohromujúcou presnosťou, ale oboje kvantová mechanika a relativita zlyhá, keď sa aplikujú na predmet druhej strany. Doteraz zastrešujúca teória všetkého unikla vedcom a niektorí sa domnievajú, že konečný cieľ je nereálny.
Einsteinove statočné úsilie
Einstein v 20. rokoch 20. storočia začala hľadať zjednocujúcu teóriu, podľa Americkej fyzickej spoločnosti (APS). Nikdy úplne neakceptoval podivné paradoxy kvantovej mechaniky a veril, že matematika popisujúca elektromagnetizmus a gravitácia, jediné dve sily známe v tom čase, sa mohli spojiť do jedného rámca.
"Chcem vedieť, ako Boh stvoril tento svet," Einstein povedal mladému študentovi fyziky menom Esther Salaman v roku 1925. „Nezaujímam sa o tento alebo ten fenomén, o spektrum tohto alebo toho prvku. Chcem poznať jeho myšlienky; ostatné sú len detaily.“
Ale Einsteinovo hľadanie sa počas jeho života ukázalo ako quixotické. „Väčšina mojich intelektuálnych potomkov je na cintoríne sklamaných nádejí veľmi mladá,“ napísal list v roku 1938. Napriek tomu sa nevzdal a na smrteľnom lôžku požiadal o najnovšie teórie. podľa všetkého, čo mu prinieslo, podľa APS.
Potenciálni kandidáti
V polovici 20. storočia fyzici vyvinuli štandardný model, ktorý sa nazýva „teória takmer všetkého"Opisuje interakcie všetky známe subatomické častice a tri zo štyroch základných síl: elektromagnetizmus a silné a slabé jadrové sily, ale nie gravitácia.
Model, ktorý zahŕňal aj gravitáciu, by sa označoval ako kvantová gravitácia teórie. Niektorí vedci veria, že teória strún je takým rámcom a hodí sa za teóriu všetkého. Teória strún predpokladá, že častice sú v skutočnosti jednorozmerné, strunové entity vibrujúce v 11-dimenzionálnej realite. Vibrácie určujú vlastnosti rôznych častíc, ako napríklad ich hmotnosť a náboj.
Alebo možno neexistuje
Ale iní vedci považujú myšlienku teórie strún za intelektuálnu slepú uličku. Peter Woit, teoretický fyzik na Columbijskej univerzite, opakovane nadával svojim kolegom, aby prenasledovali to, čo považuje za imaginárny sen.
„Základným problémom výskumu zjednotenia teórie strún nie je to, že za posledných 30 rokov bol pokrok pomalý,“Woit napísal na svoj blog, „ale bolo to negatívne a všetko, čo sa naučilo, jasne ukazuje, prečo nápad nefunguje.“
Vo svojej najpredávanejšej knihe „Stručná história času“ (Bantam Books, 1988), fyzik Stephen Hawking diskutoval o svojej túžbe pomôcť vytvoriť teóriu všetkého (čo bol tiež názov jeho biopic za rok 2014). Ale slávny učenec zmenil názor neskôr v živote; myslel si, že takáto teória bude navždy mimo dosahu, pretože ľudské opisy reality sú vždy neúplné, podľa prednášky z roku 2002 k dispozícii na webovej stránke venovanej neskorému fyzikovi.
Táto skutočnosť ho nezľutovala, ale skôr mu dala nádej. „Teraz som rád, že naše hľadanie porozumenia sa nikdy neskončí a že vždy budeme mať problém nového objavu,“ povedal Hawking. „Bez toho by sme stagnovali.“
Dodatočné zdroje:
- Sleduj vysvetlenie GUT a TOE (veľká zjednotená teória a teória všetkého), od spoločnosti Fermilab.
- Tu je návod, ako teoretický fyzik Michio Kaku vysvetľuje teóriu všetkého pre Big Think.
- Pozerať “Prečo je String Theory Wrong, “z PBS Space Time.
