Theory Of Everything: Pyhä Graal Tai Hedelmättömiä Harjoituksia?

{h1}

Ovatko fyysikot koskaan saavuttaneet teorian kaikesta, joka voi yhdistää perusjoukot ja kuvata koko maailmankaikkeuden?

NEW YORK - Einstein kuoli ennen kuin täytti unelmansa luoda yhtenäinen teoria kaikesta. Sittemmin fyysikot ovat jatkaneet hänen taskulamppaansa ja jatkoivat etsimään yhtä teoriaa hallitsemaan niitä.

Mutta tuleeko he koskaan sinne? Se oli keskustelun aihe, kun seitsemän johtavaa fyysikkoa kokoontui tänne amerikkalaiseen luonnonhistorialliseen museoon yhdennentoista vuotuiseen Isaac Asimovin muistokeskusteluun.

Teorian etsiminen kaikesta johtuu siitä, että kaksi parhaiten juhlittua, onnistunutta teoriaa fysiikassa ovat ristiriitaisia.

Teoria, joka kuvaa hyvin suuria asioita - yleinen suhteellisuusteoria - ja teoria, joka kuvaa hyvin pieniä asioita - kvanttimekaniikka - jokainen toimii omalla maallaan hämmästyttävän hyvin, mutta yhdistettynä hajoaa. He eivät voi olla oikeita.

Emme voi vain lakaista tätä tosiasiaa maton alla ja käyttää niitä edelleen sellaisina kuin ne ovat, koska on olemassa tapauksia, joissa molemmat teoriat ovat - kuten musta aukko.

"Sen koko on pituudeltaan pieni, sen koko on laaja massa, joten tarvitset molempia", kertoo Columbia Universityn fysiikan ja matematiikan professori Brian Greene.

Tutkijat toivovat, että yhtenäinen teoria ratkaisee tämän yhteensopimattomuuden ja kuvaa kaikkea ja kaikkea maailmankaikkeudessa yhdellä iskulla.

Värähtelevät jouset

Monet fyysikot sanovat, että paras toivomme teorian kaikesta on superstring-teoria, joka perustuu ajatukseen siitä, että subatomiset hiukkaset ovat todellisuudessa teini-ikäisiä pieniä silmukoita värähtelevästä merkkijonosta. Kun suodatetaan jono-teorian linssin läpi, voidaan yleinen suhteellisuus ja kvanttimekaniikka saavuttaa.

Tästä syystä merkkijono-teoria on innoittanut monia fyysikkoja kiinnittävän uransa kehittämään sitä, koska idea esitettiin ensimmäisen kerran 1980-luvulla.

"Merkkijulisteessa on tapahtunut valtavaa edistystä", kertoo Greene, joukkoteorian kannattaja, jonka 2000-kirja "The Elegant Universe" kuvaili teoria maallikolla. "On kehitetty ja ratkaistu ongelmia, joita en koskaan ajatellut, sanomme suoraan, pystyisimme ratkaisemaan. Edistystä viimeisten 10 vuoden aikana on vain vahvistanut luottamustani, että tämä on kannattava suunta jatkaa."

Mutta muut asiantuntijat ovat kyllästyneet narutelmistä, joka ei ole vielä tuottanut konkreettisia, testattavia ennusteita. Ehkä joukkoteoria ja koko ajatus, että yksi teoria voi selittää maailmankaikkeuden, on väärä, he sanovat.

Museon Haydenin planetaarijärjestelmän johtaja Neil deGrasse Tyson ehdotti, että joukkoteoria näyttäisi pysähtyneen ja ristiriidassa juontajien teoreetikkojen "legioiden" etenemisen kanssa näennäisesti lyhytkymmenellä kymmenellä vuodella, että yksi mies - Einstein - siirtyi erityisestä suhteellisuus suhteessa yleiseen suhteellisuuteen.

"Haetko aavea vai onko se teidän kokoelma liian tyhmä, kun selvität tämän?" deGrasse Tyson kiusoitteli, ja aloitti ystävällisen petoksen, joka jatkuisi koko yön.

Greene myönsi, että merkkijono-teoreetikot eivät ole tuottaneet testattavia ennusteita, joita kokeet voivat vahvistaa, mutta sanoi, että ei ollut aikaa luopua.

"Niin kauan kuin edistys on edennyt eteenpäin, jatkat", hän sanoi. "Sanoa, ettei ole edistystä, tule ihmiselle, se ei ole oikein!"

Teoria on niin monimutkainen, hän perii ja käsittelee sellaisia ​​uskomattoman pieniä mittakaavoja, jotka eivät ole käytettävissä kokeellisiin tietoihin, ei ihme, että se kestää hetken murtaa.

"Missään ei ole kirjoitettu, että meidän on ratkaistava ongelmat yhdellä ihmisen elämässä", totesi New Yorkissa Barnard Collegessa fyysikko Janna Levin. En ymmärrä, miksi meidän pitäisi järkyttää, että uskomattoman haastavien ongelmien ratkaiseminen voi kestää yli yksi ihmisen elinkaari. "

Piilotetut mitat

Eräs näkökohta merkkijonoelmasta, joka rikkoo monia, on se, että monet versiot edellyttävät, että universumissa on enemmän kuin kolme avaruuden ulottuvuutta ja yksi tunne, jonka olemme perehtyneet.

Tunnetuin versio jousto-teoriasta vaatii itse asiassa 11 kokonaista ulottuvuutta.

"Miksi emme näe niitä?" Levin sanoi. "Voi olla, että he ovat hyvin, hyvin pieniä, tai ehkä se, että olemme jonkin verran vain kolmiulotteisessa kalvossa, tai ehkä se ei ole siellä. joitakin erittäin pakottavia seurauksia. "

Kuitenkin tällainen outo käsitys on häiritsevä monille.

"Olen korkeampi kolmiulotteinen refusnik", sanoi Maryland-College Parkin fyysikko Jim Gates, joka väitti, että joskus näyttää siltä, ​​että fyysikot vetoavat suurempaan ulottuvuuteen, kun he eivät voi tehdä teoriaansa sellaisenaan.

"Emme voi lainkaan ratkaista ongelmaa, jotta voimme houkutella ylimääräisiä mittasuhteita", Greene sanoi.

"Sanon vain, että se näyttää siltä", deGrasse Tyson sanoi ja jatkoi ystävällistä keskustelua.

Testaa merkkijonoja

Onneksi korkeamman ulottuvuuden kysymys ei ole täysin rajoitettu teoreettiselle alueelle. On jonkin verran toivoa, että kokeet, kuten Large Hadron Collider - maailman voimakkain hiukkaskiihdytin Genevessä Sveitsissä - pystyvät tarjoamaan kokeellisia todisteita piilevistä ulottuvuuksista maailmankaikkeudessa.

Todisteet voivat olla tiettyjen hiukkasten tai puuttuvan energian puuttuessa, mikä saattaa johtaa siihen, että hiukkanen jättää normaalit ulottuvuutemme ja tulee johonkin piilevistä.

"Meidän on tehtävä suurimpia energioita kiihdyttimissä ja lähettää jotain ylimääräisiin ulottuvuuksiin", sanoi Michiganin yliopiston fyysikko Katherine Freese.

Toinen mahdollinen testi jousto-teoriaan analysoi Big Bangin jäljelle jääneen valon yksityiskohtaisia ​​havaintoja, joita kutsutaan kosmiseksi mikroaaltotähtenä säteilyltä, joka läpäisee avaruuden. Tämän säteilyn uskotaan säilyttävän tiheyden pienet vaihtelut, jotka olisivat olleet läsnä varhaisessa maailmankaikkeudessa ja saattaisivat paljastaa todisteita jollekin merkkijono-teorian ennustuksesta.

"Jos olemme onnekkaita, voimme todella käyttää tätä testata joitain ideoita merkkijono-teorian tarkastelemalla jälkiä kosmisen mikroaaltotähteen", Freese sanoi.

Pitäisikö meidän edes etsiä?

Loppujen lopuksi jotkut fyysikot sanovat, että kaiken teorian etsiminen on hedelmättömän ahdas.

"Minulle kaiken teorian käsite on se, että se tarkoittaa, että tiedämme lopulta kaiken mitä tiedämme", sanoi Marcelo Gleiser, fyysikko Dartmouth Collegessa New Hampshiressa. "Minulle fysiikka on käynnissä oleva työ".

Kuten tietämyksemme fysiikasta kasvaa kuin saari, hän sanoi, samoin "tietämättömyyden rannat kasvavat". Näin ollen on yhä enemmän tietoa suurista kysymyksistä, suuremmista epävarmuustekijöistä.

"Minulla on epäilystä unelmasta lopullisen teorian etsinnästä", sanoi Lee Smolin, teoreettinen fyysikko Perimenetektorin teoreettisen fysiikan laitoksessa Kanadassa. Hän sanoi, että etsintä ei ole yhteensopiva nykyajan fysiikan kanssa, joka on ylittänyt Newtonin tieteelliset menetelmät, joissa tutkijat tekevät kokeita uudestaan ​​ja vaihtelevat alkuperäisiä olosuhteita varten eristääkseen sovellettavat yleistiedot tai lait.

Nyt Smolin sanoi, "emme enää voi tehdä kokeita uudestaan ​​ja uudestaan. Yksi kokeilu, joka on maailmankaikkeus kokonaisuutena."

Emme voi käyttää muita universumeja testiskenaarioissa ymmärtääkseen kosmologiaa, hän sanoi.

"Emme voi enää erottaa lakeja alkuperäisistä olosuhteista, meillä on kysymys siitä, mitä lakeja ei ole, mutta miksi nämä lait? kertoo meille, miten mennä eteenpäin. Meidän on muutettava menetelmiä, joilla yritämme ymmärtää maailmankaikkeutta. "

Voit seurata WordsSideKick.com-vanhempi kirjailija Clara Moskowitz Twitterissä @ClaraMoskowitz.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com