Ang lahat ay naghihintay para sa kanilang teorya

Sa The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, ang Deep Thought hypercomputer (1) ay tinanong ng "malaking tanong". Pagkatapos ng pito at kalahating milyong taon ng kumplikadong mga kalkulasyon, ibinigay niya ang sagot tungkol sa buhay, sansinukob at lahat ng iba pa. "42" ang nakasulat dito.

Noong Agosto Nature, ang physicist na si Mostafa Ahmadi ay naglathala ng isang papel kasama ang kanyang mga kasamahan sa koponan tungkol sa kanyang pag-aaral, na nagpakita na ang linya ng paglabas ng mga antihydrogen atoms ay kapareho ng sa hydrogen sa layong 21 cm. Kaya, magkasama, ang mga alon na ibinubuga ng hydrogen at ang antihydrogen ay may haba na 42 cm!

Ang tandang padamdam ay gumaganap ng isang medyo nakakatawang papel dito. Gayunpaman, ang nasa itaas na "associative sequence" ay hindi masyadong malayo sa ilang pag-iisip na nangyayari sa larangan ng modernong pisika. Matagal nang iniisip ng mga mananaliksik kung ang mga pattern at pagsasaayos na nakikita natin sa uniberso ay hindi lamang isang proseso ng ating isipan, at hindi isang salamin ng anumang layunin na phenomena. Mula sa isang tiyak na punto ng view, ang anumang bilang ng mga uniberso ay maaaring lumitaw nang walang dahilan. Natagpuan namin ang aming sarili sa isa sa kanila, isang kongkreto, kung saan ang isang bilang ng mga banayad na kondisyon ay natutugunan para sa hitsura ng isang tao sa loob nito. tawag namin sa kanya o. anthropic na mundo (2), iyon ay, isa kung saan ang lahat ay nakadirekta sa paglitaw ng buhay gaya ng alam natin.

Gusto ng mga dekada Ang teorya ng lahat maaaring mayroon ding bilang na "42", na magmumula sa mga resulta ng mga obserbasyon, eksperimento, kalkulasyon, konklusyon - at sa katunayan hindi mo malalaman kung ano ang gagawin dito.

Para kasing hindi mo alam ang gagawin mo Pamantayang modelo. Ito ay isang mahusay na tool sa paglalarawan para sa modernong pisika. Ang problema, gayunpaman, ay hindi pa ako sumusuko sa kanya, pabayaan ang enerhiya. At ang tanong ng hypothetical na balanse ng bagay at antimatter sa Uniberso ay nakababahala na halos lahat. Maraming mga physicist ang mahinahong umamin na ang tunay na layunin ng mga eksperimento sa sikat na LHC Hadron Collider at iba pang mga sentro ng ganitong uri ay hindi gaanong kumpirmahin ang modelong ito, ngunit upang ... pahinain ito! Pagkatapos, sa palagay ko, susulong ang agham, malalampasan ang kasalukuyang hindi pagkakasundo.

Talagang, Ang Teorya ng Lahat ay isang hypothetical na pisikal na teorya na magkakaugnay na naglalarawan sa lahat ng pisikal na phenomena at nagpapahintulot sa isa na mahulaan ang kinalabasan ng anumang pisikal na karanasan.

Kasalukuyang karaniwang ginagamit ang termino upang ilarawan ang mga pansamantalang konsepto, gayunpaman, hanggang ngayon wala pa sa mga ideyang ito ang napatunayang eksperimento. Ang pangunahing problema ay naging hindi malulutas na mga pagkakaiba sa mga pormulasyon ng parehong mga teorya. Isa pa, maraming problema na wala sa mga teoryang ito ang nalutas, kaya kahit na pagsamahin mo ang mga ito, hindi ka nila binibigyan ng Teorya ng Lahat.

Nakakapagod na pagkakaisa

Unang modernong angkop sa pisika, Ang gravitational model ni Newton, ay nagkaroon ng ilang mga kakulangan. Makalipas ang halos dalawang siglo, nagpasya ang Scot na ang kuryente at magnetism ay dapat makita bilang interpenetrating force fields. Ito ay maaaring isipin bilang isang alon na ang tuktok ay lumilikha ng isang electric field, na siya namang lumilikha ng isang magnetic field sa pamamagitan ng oscillation nito, na muling lumilikha ng isang electric field.

Ang intertwining ng kuryente at magnetism ay na-immortalize ng Scottish physicist sa tulong ng apat na sikat na equation. Kaya, ang parehong pwersa ay pinagsama sa isa, i.e. electromagnetism. Hindi rin dapat kalimutan na sa pagkakataong ito si Maxwell ay gumawa ng isa pang pagtuklas, salamat sa kung saan ang liwanag ay sa wakas ay tinukoy bilang electromagnetic wave. Gayunpaman, mayroong isang malaking problema dito, na sa oras na iyon ay hindi binigyang pansin. Ang bilis ng liwanag, i.e. Ang pagpapalaganap ng electromagnetic wave na ito ay hindi nakasalalay sa bilis kung saan gumagalaw ang pinagmulan ng radiation nito, na nangangahulugan na ang bilis na ito ay nananatiling pareho para sa iba't ibang mga tagamasid. Kaya, sumusunod mula sa mga equation ni Maxwell na para sa isang bagay na gumagalaw sa bilis na malapit sa bilis ng isang liwanag na alon, ang oras ay dapat bumagal.

Ang tradisyonal na pisika ni Isaac Newton ay hindi masyadong komportable sa mga paghahayag na ito. Ang lumikha ng dinamika ay hindi ipinapalagay na ang oras ay dapat magkaroon ng anumang kahulugan - ito ay dapat na hindi nagbabago at pantay para sa lahat. Ginawa ni Maxwell ang unang maliit na hakbang upang hamunin ang paniniwalang ito, ngunit ang kailangan ay isang pigura na radikal na humahamon, na nagpapakita na ang gravity at liwanag ay umiiral sa bahagyang naiibang mga prinsipyo kaysa sa naisip noon. tulad ng karakter Albert Einstein.

Noong mga panahong iyon, ang The Theory of Everything ay tila isang extension at generalization ng mga equation ni Maxwell. Ipinapalagay na magkakaroon ng isang eleganteng pormula na magkasya sa buong pisika ng uniberso kasama ang pagdaragdag ng iba pang kilalang pakikipag-ugnayan.

Ang ideya ni Einstein sa koneksyon ng oras at espasyo, enerhiya at bagay sa isa't isa ay rebolusyonaryo. Matapos ipahayag ang espesyal at pagkatapos ay pangkalahatang relativity, nagpasya ang henyo na oras na upang mahanap ang Teorya ng Lahat, na sa tingin niya ay abot-kamay niya. Natitiyak ni Einstein na malapit na siya sa kanyang layunin at ito ay sapat na upang makahanap ng isang paraan upang pagsamahin ang kanyang teorya ng relativity sa electromagnetism ni Maxwell upang makakuha ng isang pormula na nagpapaliwanag ng lahat ng mga proseso ng interes sa mga physicist.

Sa kasamaang palad, halos kaagad pagkatapos ng pinakamalaking tagumpay ni Einstein, lumitaw ang isang bagong larangan ng pisika - mekanika ng quantum. O marahil "sa kabutihang-palad", dahil nang hindi isinasaalang-alang ang mga phenomena ng microcosm ng elementarya na mga particle na inilarawan niya, ang hypothetical theory ni Einstein ay hindi ang Teorya ng Lahat. Ngunit ang mga bagay na sa una ay tila sapat na simple ay nagsimulang maging mas kumplikado.

Sa kalaunan, sa parehong mga teorya sa isip, ang mga pisiko, hindi lamang si Einstein, ay nagtakdang magkaisa. Isa sa mga una pagkatapos ng trabaho ni Einstein ay Teorya ng Kaluzi-Klein  iminungkahi noong 1919 Theodora Caluzen at binago noong 1926. Oscar Klein. Pinagsama niya ang teorya ng relativity sa electromagnetism ni Maxwell, na pinalawak ang four-dimensional space-time na may hypothetical na karagdagang ikalimang Dimensyon. Ito ang unang malawak na kilalang teorya batay sa bagong konsepto ng hyperspace.

Gaya ng ipinakita ng susunod na henerasyon ng mga physicist, ang atom ay ginagalaw ng mga dating hindi kilalang pwersa maliban sa gravity o electromagnetism. Ang una ay malakas na pakikipag-ugnayan, na responsable sa paghawak ng mga proton at neutron sa loob ng atomic nucleus. Pangalawa - mahinang interaksyon, na nagiging sanhi ng pagkabulok ng atom at ang nauugnay na radyaktibidad nito.

Muling lumitaw ang ideya ng pagkakaisa. Gayunpaman, sa pagkakataong ito, upang umasa sa isang tiyak na teorya, kinakailangan na pagsamahin hindi dalawa, ngunit apat na puwersa na kumokontrol sa lahat ng bagay na nakapaligid sa atin. Bagama't natutunan ng sangkatauhan na gamitin ang potensyal ng atom, lumayo ito sa kalikasan ng lahat ng bagay. Ang mga physicist ay nagsimulang magtayo ng mga pasilidad sa pagsasaliksik para sa pagbangga ng mga atomic particle sa isa't isa. Mabilis na ipinakita ng mga eksperimento sa accelerator na ang tinatawag nating elementary particle ay maaaring hatiin sa mas maliliit na piraso. Kaya, ang buong "ZOO" ay inilabas mga subatomic na particle, at nagsimulang magtaka ang mga siyentipiko kung ano ang pangunahing bloke ng gusali ng bagay.

Makalipas ang ilang taon, lumitaw ang isa pang henyo Richard Feynman. Siya ay gumuhit ng isang bagong teorya - quantum electrodynamics (QED). Nababahala ito sa pakikipag-ugnayan ng isang photon sa mga subatomic na particle, lalo na sa isang electron.

pagkatapos Abdus Salam at Steven Weinberg nabigong ipaliwanag ang mahinang epekto. Hinulaan ng mga siyentipiko ang pagkakaroon ng kasing dami ng tatlong particle na responsable para sa ganitong uri ng puwersa: W (+), W (-) at Z (0). Napansin nila na sa sapat na mataas na enerhiya, ang mga particle na ito ay kumikilos sa parehong paraan.

Sinundan ng mga siyentipiko ang epekto at tinatrato ang mga electron at neutrino sa parehong paraan - bilang dalawang panig ng parehong barya. Sa batayan na ito, hinuhulaan na sa mga unang sandali ng Big Bang, i.e. oras ng malaking intensity ng enerhiya, mahinang pakikipag-ugnayan at electromagnetism ay nagkakaisa (3). Ito ang unang groundbreaking merger mula noong James Maxwell. Kinilala sina Salam at Weinberg electroweak na pakikipag-ugnayan.

3. Ilustrasyon ng karaniwang pinagmulan ng lahat ng pakikipag-ugnayan

Ang mga pagtuklas na ito ay nagbigay sa mga physicist ng lakas upang gumana nang may malakas na puwersa. Dahil ang mga photon ay nagdadala ng electromagnetic na pakikipag-ugnayan, at ang mga particle na W(+), W(-) at Z(0) ay mahina, sa pagkakatulad ay dapat mayroong ilang mga particle na responsable para sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang mga particle na ito, na nag-synthesize ng mga proton at neutron mula sa mga quark, ay binansagan purihin mo ako. Ang pangalan ay nagmula sa katotohanan na ang mga gluon ay kumikilos bilang pandikit para sa mga subatomic na particle.

Sa ngayon halos kapalit ng konsepto ng Theory of Everything ay tinutukoy bilang ang grand unified theory, na kilala rin bilang GUT (). Gayunpaman, ito ay sa halip isang pangkat ng mga teorya na nagtatangkang pagsamahin ang quantum chromodynamics (malakas na pakikipag-ugnayan) at ang teorya ng electroweak na pakikipag-ugnayan.

Inilalarawan nila ang malakas, mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan bilang isang pagpapakita ng isang solong pakikipag-ugnayan. Gayunpaman, wala sa mga umiiral na grand unified theories ang nakatanggap ng eksperimental na kumpirmasyon. Itinuturo nila ang mga bagong simetriko sa pagitan ng mga elementarya na particle, na nagpapahintulot sa amin na bigyang-kahulugan ang mga ito bilang iba't ibang mga pagpapakita ng isang particle. Karamihan sa mga teorya ay nagpopostulate ng pagkakaroon ng mga bagong particle (hindi pa natuklasan), halimbawa, at mga bagong proseso na nagaganap sa kanilang partisipasyon. Ang isang karaniwang tampok ng grand unified theory ay ang hula ng pagkabulok ng proton. Gayunpaman, ang prosesong ito ay hindi pa naobserbahan. Ito ay sumusunod mula dito na ang buhay ng isang proton ay dapat na hindi bababa sa 10³² tamad.

Ang pinakaseryosong problema ay nananatiling pag-iisa ng pangkalahatang relativity na naglalarawan ng gravity sa macrolevel, z, na naglalarawan ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan sa subatomic level. Sa ngayon, hindi pa posible na makabuo ng isang ganap na gumaganang magkakaugnay na teorya. quantum gravityna maghuhula ng mga bagong phenomena na maaaring masuri sa eksperimento.

Sa kabila ng hindi maikakaila na rebolusyon na dulot ng pag-iisa ng mahina, malakas, at electromagnetism, ang Standard Model, na kinabibilangan ng unification na inilarawan sa itaas, ay nakikibaka pa rin sa isang uri ng hindi maginhawang pagbaba pagkatapos ng Newton at Einstein. At hindi lang gravity ang problema niya...

Hindi naglaro ang Symphony

Ang Standard Model ay nagbubuod sa ating kasalukuyang kaalaman sa particle physics. Ito ay nasubok sa maraming mga eksperimento at napatunayang matagumpay sa paghula ng pagkakaroon ng dati nang hindi kilalang mga particle. Gayunpaman, hindi ito nagbibigay ng isang solong paglalarawan ng lahat ng mga pangunahing pwersa, dahil mahirap pa ring lumikha ng isang teorya ng grabidad na katulad ng teorya ng iba pang mga puwersa. At dinagdagan pa ni Fr. Higgs particle Hindi gaanong maipaliwanag ang mga dakilang modernong misteryo ng dark energy, gravity, ang asymmetry ng matter at antimatter, at maging ang mga neutrino oscillations.

Hanggang kamakailan lamang, may mga pag-asa na ang Standard Model ay malikhaing mabuo sa direksyon supersymmetry (SUSY), na hinuhulaan na ang bawat elementarya na particle na kilala natin ay may simetriko na kasosyo - ang tinatawag na s-particle (4). Dinodoble nito ang kabuuang bilang ng mga building blocks ng matter, ngunit ang teorya ay ganap na akma sa mga mathematical equation at, mahalaga, nag-aalok ng pagkakataong malutas ang misteryo ng cosmic dark matter. Nanatili lamang itong maghintay para sa mga resulta ng mga eksperimento sa Large Hadron Collider, na magpapatunay sa pagkakaroon ng mga supersymmetric na particle. Sa kasamaang palad, ang mga siyentipiko ay hindi pa natuklasan, at bilang isang resulta, ang SUSY ay nasa ilalim pa rin ng isang malaking tandang pananong.

4. Elementarya at simetriko na mga particle

Hanggang ngayon, malawak na pinaniniwalaan na ang pangunahing, o sa katunayan ang tanging seryosong kandidato para sa Teorya ng Lahat ay ang teorya, o sa halip, ang teorya ng mga string. Ang pangunahing palagay dito ay ang pagkakaroon ng isang pangunahing bagay, na isang one-dimensional na "string" - bukas (may mga libreng dulo) o sarado (kung ang mga dulo ay konektado). Ang gayong string ay maaaring mag-oscillate, at ang mga oscillations na ito ng iba't ibang uri ay bumubuo, sa kabuuan ng kahulugan ng salita, mga elementarya na particle na kilala sa atin mula sa Standard Model (photon, electron, quark, graviton, atbp.). Halimbawa, ang pinakasimpleng vibrations ng isang open string ay kumikilos tulad ng mga photon o gluon. Ang pinakasimpleng vibrations ng closed strings ay may mga katangian tulad ng gravitons, na magiging quanta ng gravitational field, na bumubuo sa mga pangunahing bagay sa quantum theory of gravity.

Ang pagbawas ng pinakamaliit na particle na kilala natin sa mga vibrations ng mga string ay ang postulated grand unification at ang direktang landas sa Teorya ng Lahat. Samakatuwid ang malaking katanyagan ng teorya ng string. Gayunpaman, ang mga konsepto, alinsunod sa mga kinakailangan ng agham, ay dapat na masuri, mas mabuti sa eksperimento. At dito nagtatapos kaagad ang alindog ng string symphony, dahil walang nakaisip ng nakikitang paraan ng empirical verification. Sa madaling salita, ang komposisyon ng string ay hindi kailanman na-play sa mga tunay na instrumento.

Hindi nito pinipigilan ang mga theorist na nagpasya na ipagpatuloy ang pag-record ng mga nota ng hindi na-recreated na string music na ito, na naghahanap ng mga bagong tono at tunog sa mga mathematical formula. Nilikha kasama supersymmetric string theory Oraz M-teorya - bilang isang generalization ng string theory, na nangangailangan ng pagkakaroon ng karagdagang, ikalabing-isang dimensyon, na idinagdag sa dating hinulaang sampu. Ang pangunahing bagay sa M-theory ay isang two-dimensional na diaphragm, na nababawasan sa pangunahing string sa pamamagitan ng pagbabawas ng dagdag na dimensyon na ito. Binibigyang-diin din ng mga teorista na ang parehong mga ideya ay hindi dapat mauri bilang mga independiyenteng teorya - ang mga ito ay karaniwang pagpapakita ng isa, ang pinaka-pangkalahatang konsepto.

Mga loop ng quantum gravity

Isa sa mga kamakailang pagtatangka na itugma ang tila hindi magkatugma na mga teorya ng quantum mechanics na may pangkalahatang relativity. loop quantum gravity (PGK), na kilala rin bilang loop gravity o quantum geometry. Sinusubukan ng PGC na lumikha ng quantum theory of gravity, kung saan ang espasyo mismo ay binibilang. Ang terminong "quantum" ay nangangahulugan na ang konseptong ito ay isang quantum na bersyon ng klasikal na teorya - sa kasong ito, ang pangkalahatang teorya ng relativity, na katumbas ng gravity sa geometry ng space-time (5).

Sa pangkalahatang teorya ng relativity, ang mga sukatan at koneksyon ay maaaring ituring bilang ilang mga function, na tinukoy sa anumang punto sa space-time, na may kakayahang kumuha ng anumang halaga sa anumang punto. Sa kabilang banda, sa loop gravity, ang sukatan at koneksyon ay hindi ordinaryong "mga function", ngunit sundin ang ilang mga patakaran ng quantum mechanics - halimbawa, hindi sila maaaring kumuha ng anumang mga halaga (maaari silang magbago nang malaki) at hindi mo maaaring sabay na matukoy ang sukatan at koneksyon sa anumang katumpakan.

Gayunpaman, ang teorya ng PGK ay nahaharap sa mga makabuluhang hamon. Mahirap isama, bilang karagdagan sa geometry mismo, ang bagay kung saan tayo ay binubuo at kung saan nakapaligid sa atin. Hindi rin masyadong malinaw kung paano makukuha ang mga klasikal na equation ng Einstein sa bersyon ng quantum na may naaangkop na limitasyon.

Nasa bingit ng resolusyon

Ang teorya ng lahat ay isang espesyal, orihinal at emosyonal na paraan holographic hypothesis, nagsasalin ng mga problema sa pag-iisip sa isang bahagyang naiibang eroplano. Ang pisika ng mga black hole ay tila nagpapahiwatig na ang ating uniberso ay hindi kung ano ang ginagawa ng ating mga pandama. Ang realidad na nakapaligid sa atin ay maaaring isang hologram - isang projection ng dalawang-dimensional na eroplano (6).

6. Ang uniberso bilang isang hologram

Craig Hogan, ang prof. Iminumungkahi ng mga physicist sa Fermilab Research Center na marami sa mga resulta ng mga eksperimento, tulad ng mga isinagawa sa LHC, ay nagpapahiwatig na ang antas ng pangunahing resolusyon ng hologram ay naabot na. Kaya, kung ang uniberso ay isang hologram, marahil ay naabot na natin ang mga limitasyon ng resolusyon ng katotohanan. Iminungkahi ng ilang physicist ang nakakaintriga na hypothesis na ang space-time na tinitirhan natin ay hindi tuluyang tuluy-tuloy, ngunit, tulad ng isang imaheng nakuha mula sa digital photography, sa pinakapangunahing antas nito ay binubuo ng ilang partikular na "mga butil" o "mga pixel."

Nagtayo si Hogan ng isang interferometer na tinatawag Hogan holometerna naglalayong makamit ang quantum nature ng espasyo mismo at ang pagkakaroon ng tinatawag ng mga siyentipiko na "holographic noise". Ang holometer ay binubuo ng dalawang interferometer na magkatabi. Nagpaputok sila ng isang kilowatt laser beam sa isang device na naghahati sa mga ito sa dalawang perpendicular beam na 40 metro ang haba, na makikita at ibinalik sa separation point, na lumilikha ng mga pagbabago sa liwanag ng mga light beam. Kung nagdudulot sila ng isang tiyak na paggalaw sa aparato ng paghahati, kung gayon ito ay magiging katibayan ng panginginig ng boses ng espasyo mismo.

Ang ilan ay naniniwala na ito ay ang teorya ng holographic universe na sa wakas ay maaaring magkasundo sa teorya ng relativity sa quantum mechanics. Ang hypothesis ay nananatiling malapit sa holographic na prinsipyo Uniberso bilang isang simulationkung saan siya ang pinakatanyag na tagapagtanggol Niklas Bostrum. Iminumungkahi ng siyentipiko na sa isang sapat na malakas na computer, maaari kang lumikha ng isang maaasahang simulation ng isang buong sibilisasyon o kahit na ang buong uniberso.

Ang mga eksperto mula sa Unibersidad ng Southampton, na nagtatrabaho sa mga kasamahan sa Canada at Italy, ay nagsasabi na mayroong kongkretong katibayan na ang uniberso ay maaaring isang uri ng ilusyon. Mayroong ilang mga anomalya sa espasyo radiation ng background ng microwavekilala rin bilang background radiation o CMB (). Ang isang pangkat ng mga theoretical physicist mula sa unibersidad na ito, sa paghahanap ng kumpirmasyon ng teorya ng holographic na kalikasan ng uniberso, ay nagsuri ng isang malaking halaga ng data, sinusubukan na makahanap ng mga inhomogeneities sa background radiation. Sinubukan ng mga siyentipiko ang isang bilang ng iba't ibang mga holographic na modelo at inihambing ang kanilang mga hula sa mga obserbasyon ng pamamahagi ng bagay sa napakaagang uniberso, na nakuha mula sa mga sukat ng Planck satellite. Sa ganitong paraan, ilang mga modelo ang inalis, ngunit ang iba pang mga modelo ay natagpuan na higit na naaayon sa mga obserbasyon.

Sa madaling salita, iminumungkahi ng mga mananaliksik na ang kanilang nahanap ay nagpapatunay na tayo ay nabubuhay sa isang hologram, at ang pagkilala sa katotohanang ito ay hahantong sa pag-iisa ng pisika sa isang tiyak na teorya ng lahat. Kung tatanggapin ang pisikal na modelong ito, ito na ang katapusan ng teorya ng Big Bang o mga konsepto tulad ng inflation ng uniberso. Sa kabilang banda, ipapaliwanag din nito, halimbawa, ang kabalintunaan ng nagmamasid sa quantum physics, iyon ay, ang punto ng pananaw ayon sa kung saan ang mismong katotohanan ng pagmamasid sa isang kababalaghan ay nakakaapekto sa resulta ng pagmamasid, tulad ng paraan sa kung saan ang mga kilalang holographic na imahe ay sinusunod ay nakakaapekto sa kanilang hitsura.

Ito ba ang Teorya ng Lahat ng gusto natin? Mahirap sabihin. Pagkatapos ng lahat, hindi pa rin namin kilala ang alinman sa kanila ...

Ang multiverse, ibig sabihin, lahat ay nawawalan ng kahulugan

Higit pa sa Uniberso bilang isang hologram at/o simulation ng isa pa, medyo mabangis na biro mula sa aming mga pagsisikap na hanapin ang The Theory of Everything multiverse hypothesis. Ayon sa quantum theory ng maraming mundo Hugh Everett III, na tinatawag niyang "multiverse interpretation of quantum mechanics", lahat ng maaaring mangyari ay tiyak na mangyayari sa isa sa mga sangay ng realidad. Para kay Everett, ang bawat superposition state ay pantay na totoo at natanto sa isa pang parallel na uniberso. Ang quantum multiverse ay parang walang katapusang sumasanga na puno.

Ayon sa isang interpretasyon ng quantum mechanics, may mga uniberso sa espasyong ito na nagmula sa ating uniberso. Paminsan-minsan, ang mga bagong uniberso ay nilikha sa espasyong ito. Nangyayari ito sa tuwing may mapagpipilian sa uniberso - halimbawa, ang isang partikular na particle ay maaaring dumaan sa ilang mga landas, at pagkatapos ay kasing dami ng mga bagong uniberso ang nilikha hangga't mayroong posibleng mga landas, at sa bawat isa sa kanila ang molekula ay gumagalaw sa magkakaibang mga landas. Ang isa pang uri ng multiverse ay inilarawan sa nabanggit na M-teorya. Ayon sa kanya, ang ating at iba pang mga uniberso ay lumitaw bilang isang resulta ng mga banggaan ng mga lamad sa labing-isang-dimensional na espasyo. Hindi tulad ng mga uniberso sa "quantum multiverse", maaaring magkaiba sila ng mga batas ng pisika.

Ang konsepto ng isang multiverse o multiverse ay lumulutas ng maraming problema, tulad ng perpektong pag-tune, ngunit sa isang siyentipikong kahulugan ito ay tila isang dead end. Dahil ito ay gumagawa ng lahat ng mga tanong na "bakit?" hindi mahalaga. Bukod dito, ang pag-aaral ng iba pang mga uniberso ay tila hindi maiisip. At ang mismong konsepto ng Teorya ng Lahat ay nawawalan ng kahulugan dito.

Lakas sa ikalima

Siguro hindi tayo dapat lumipat sa malalaking, ambisyosong teorya? Marahil ito ay sapat na upang bigyang-pansin ang mga pagtuklas na sa ngayon ay tila hindi mahahalata, ngunit posible na sila ay humantong sa mahusay na mga resulta?

Noong nakaraang Agosto, ang mga teoretikal na pisiko mula sa Unibersidad ng California, Irvine ay naglathala ng isang artikulo sa journal Physical Review Letters na nagsasaad na bilang karagdagan sa gravitational, electromagnetic, mahina at malakas na pakikipag-ugnayan, marahil ay may isa pang pakikipag-ugnayan ...

Noong 2015, hinahanap ng mga siyentipiko mula sa Hungarian Academy of Sciences ang tinatawag na hypothetical carrier ng ikalimang puwersa ng kalikasan. Nang ang isang lithium isotope - 7Li - ay bumangga sa mga proton, natuklasan nila ang pagkakaroon ng isang bagong boson (7), na halos tatlumpung beses na mas mabigat kaysa sa isang elektron. Gayunpaman, hindi nila masabi kung siya ay isang nagdadala ng mga impluwensya. Pinag-aralan ng mga siyentipiko mula sa Unibersidad ng California sa Irvine ang data ng mga mananaliksik ng Hungarian at sinuri ang mga eksperimento na umiiral hanggang sa kasalukuyan sa lugar na ito. Bilang resulta, nagpakita sila ng isang bagong teorya. Pinagsasama nito ang lahat ng umiiral na data at nagpapahiwatig ng malamang na pagtuklas. ikalimang puwersa ng kalikasan. Sa kanilang opinyon, ang mahiwagang butil na ito ay maaaring ang tinatawag na boson X, na tinatawag na "protonophobic" - dahil sa kakulangan ng pakikipag-ugnayan sa elementarya na particle na ito. Naniniwala din ang mga siyentipiko na ang ikalimang puwersa ng kalikasan, kasama ang iba pang mga pakikipag-ugnayan, ay maaaring bumubuo ng iba't ibang aspeto ng isa pang pangunahing prinsipyo, o isang bakas na humahantong sa madilim na bagay.

7. Modelo ng produksyon ng X-boson

Ang madilim na bahagi ng perang papel

Tinataya na hanggang 27% ng lahat ng bagay sa uniberso ay nananatiling hindi nakikita, at bukod pa, lahat ng bagay na maaaring "makita" - mula sa iyong sandwich hanggang quasar - ay 4,9% lamang ng bagay. Ang natitira ay madilim na enerhiya.

Ginagawa ng mga astronomo ang kanilang makakaya upang ipaliwanag kung bakit umiiral ang madilim na bagay, kung bakit napakarami nito, at kung bakit nananatiling nakatago pa rin ito. Bagama't hindi naglalabas ng nakikitang enerhiya, ito ay sapat na malakas upang panatilihin ang mga kalawakan sa mga kumpol, na pumipigil sa mga ito na dahan-dahang kumalat sa kalawakan. Ano ang dark matter? Axion, WIMP, graviton o supersubstance mula sa teoryang Kaluza-Klein?

At ang pinakamahalagang tanong - paano maiisip ng isang tao ang Teorya ng Lahat nang hindi ipinapaliwanag ang problema ng madilim na bagay (at, siyempre, madilim na enerhiya)?

Sa bagong teorya ng gravity na iminungkahi ng theoretical physicist Erika Verlinde mula sa Unibersidad ng Amsterdam, nakahanap ng paraan upang maalis ang nakakainis na problemang ito. Taliwas sa tradisyunal na diskarte sa gravity bilang isang pangunahing puwersa ng kalikasan, nakikita ito ni Verlinde bilang umuusbong ari-arian ng espasyo. Ang paglitaw na ito ay ang proseso kung saan ang kalikasan ay lumilikha ng isang bagay na makapangyarihan gamit ang maliliit, simpleng elemento. Bilang resulta, ang panghuling paglikha ay nagpapakita ng mga katangian na wala sa mas maliliit na particle.

umuusbong o entropic gravity, gaya ng tawag dito ng bagong teorya, ay responsable para sa mga pagkakaiba-iba at anomalya sa pag-ikot ng mga kalawakan na nauugnay na ngayon sa aktibidad ng dark matter. Sa konsepto ni Verlinde, lumilitaw ang gravity bilang resulta ng pagbabago sa mga pangunahing yunit ng impormasyon. Sa isang salita, ang gravity ay magiging bunga ng entropy, hindi isang pangunahing puwersa sa kalawakan. Ang space-time ay binubuo ng tatlong kilalang dimensyon at pupunan ng oras. Ito ay magiging flexible.

Siyempre, maaari mo ring mapupuksa ang problema sa madilim na enerhiya sa pamamagitan ng paghahanap ng isa pang teorya na nagsasabing walang problema sa lahat dahil walang bagay na tinatawag na dark energy. Ayon sa mga resulta ng isang bagong computer simulation na inilathala noong Marso 2017 ng isang Hungarian-American na pangkat ng mga siyentipiko, 68% ng uniberso ang ipinapalagay sa mas lumang modelo, na tinatawag na Lambda-CDM para sa maikling salita, ay hindi umiiral.

Pinagtibay ng siyentipikong mundo ang konsepto ng dark energy, na lumitaw noong 90s pagkatapos ng pagmamasid sa liwanag mula sa Type Ia supernovae, na kilala rin bilang "standard candles". Ang resulta ng obserbasyon ay din teorya ng pagbilis ng paglawak ng uniberso, iginawad ang 2011 Nobel Prize sa Physics.

Samantala, ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Eötvös Lorand sa Hungary at sa Unibersidad ng Hawaii sa US ay inihayag kamakailan na ang madilim na enerhiya ay isang "imbensyon" na naganap bilang resulta ng pinasimpleng mga kalkulasyon. Sa isang bagong modelo na tinawag ng mga mananaliksik AveraAng uniberso ay lumalawak na parang sabon. Ang rate ng pagpapalawak ay katulad ng kung ano ang naobserbahan, at ang acceleration ay tama, at lahat ay naaayon sa mga teorya ni Einstein. Gayunpaman, sa konsepto ng Hungarian-American ay hindi na kailangang isaalang-alang ang madilim na enerhiya. Ang isang paglalarawan ng pag-aaral ay na-publish sa Mga Buwanang Tala ng Royal Astronomical Society.

Lahat ay maaaring gumana nang walang teorya

Sa pilosopiya ng agham, mayroong isang posisyon na kabaligtaran sa realismo, na tinatawag instrumentalismo. Ayon sa kanya, ang lahat ng bagay na hindi mapapansin ng mga pandama ay "useful fictions" lamang. Hindi talaga sila umiiral - o hindi bababa sa hindi malinaw kung mayroon sila. Gayunpaman, ang mga ito ay kapaki-pakinabang na salamat sa kanila na maaari nating hulaan at ipaliwanag ang mga phenomena sa loob ng balangkas ng mga pisikal na teorya, na binuo, siyempre, sa wika ng matematika.

Kinikilala ng mga siyentipiko na ang uniberso ay hindi maaaring mapag-isa sa isang teorya, lalo na sa isang mathematical equation. Ang lahat ng mga simetriko at hula ay maaari lamang maging mga imbensyon ng matematika at kadalasan ay resulta ng ating mga sikolohikal na pangangailangan, tulad ng pagnanais na makakuha ng mga tiyak at panghuling sagot. Mag-isa Gayunpaman, ang uniberso ay maaaring hindi na kailangang magkaisa upang umiral at gumana nang maayos.

Nagpapatuloy ang caravan ng Nobel

Kasing kakinisan ng uniberso, gumagana ang mekanismo para sa paggawad ng Nobel Prize para sa pisikal na tagumpay, na nagdudulot sa atin ng kaunti o walang mas malapit sa Teorya ng Lahat. Bukod dito, ang iba't ibang mga aparato at teknikal na imbensyon batay sa mga natuklasang siyentipikong Nobel ay nag-ugat nang mabuti sa ating mundo. Sapat nang alalahanin ang asul na LED na pananaliksik na iginawad ilang taon na ang nakakaraan, na hindi nangangailangan ng paliwanag sa mga pangunahing prinsipyo ng uniberso, upang mapagsilbihan tayo sa halos bawat hakbang.

Malamang na sa taong ito, muli, isang pang-agham na tagumpay ang igagawad, na hindi sasagutin ang lahat ng mga tanong at hindi magbibigay ng kumpletong pag-unawa sa lahat, ngunit maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang - kung hindi praktikal, pagkatapos ay sa mundo ng inilapat na teknolohiya - kahit para sa hakbang-hakbang.hakbang upang mapalawak ang ating kaalaman sa realidad. Tulad ng sa kaso, halimbawa, na may kasunod pagtuklas ng gravitational wave.

Isa sa mga madalas na binabanggit na kandidato para sa Nobel Prize ngayong taon ay Prof. Rainer "Paraiso" Weiss (walo). Isa siyang technology co-inventor laser interferometer, ginamit sa LIGO () - isang detektor ng gravitational wave, na may tatlong kumpirmadong talaan ng gravitational wave. Ang LIGO ay isang joint venture sa pagitan ng mga siyentipiko mula sa Massachusetts Institute of Technology, California Institute of Technology, at marami pang ibang mga kolehiyo. Ang proyekto ay itinataguyod ng National Science Foundation. Ang ideya ng paglikha ng isang detektor ay ipinanganak noong 1992, at ang mga may-akda nito ay Kip Thorne i Ronald Drever mula sa California Institute of Technology at partikular na kay Rainer Weiss mula sa Massachusetts Institute of Technology. Malungkot na namatay si Drever noong Marso ng taong ito, ngunit ang dalawa pa ay maaaring nasa listahan sa Oktubre.

Noong Disyembre 2015, ang mga gravitational wave ay nakita ng parehong mga detector sa LIGO Observatory sa Livingston, Louisiana at Hanford, Washington. Ang unang historical detection ay naganap noong Setyembre 2015 at naiulat noong Pebrero 2016. Ito ang unang gravitational wave-detected black hole collision na may markang simbolo GW150914. Pagtuklas sa ikalawang araw ng Pasko 2015 GW151226, at lumabas ang impormasyon tungkol dito noong Hunyo 2016. Nalaman namin ang tungkol sa ikatlong pagtuklas makalipas ang isang taon.

Inihahambing ng mga astronomo ang mga kamakailang kaganapan sa mga gravitational wave sa pag-angat ng isang hanggang ngayon na hindi maaalis na belo at ang pagkakataon na sa wakas ay tingnan kung paano talaga gumagana ang uniberso. Sa madaling salita, ang mga electromagnetic wave ay mga oscillations sa isang spatial medium, at ang mga gravitational wave ay mga oscillations ng medium mismo.

Siya ay isang matatag na kandidato para sa Nobel Prize sa loob ng maraming taon. Anton Zeilinger (9), Austrian physicist na dalubhasa sa quantum interferometry, propesor ng experimental physics sa Unibersidad ng Vienna. Salamat sa pakikipagtulungan sa Europa sa mga sentro ng pananaliksik ng Tsino, ang Austrian ay konektado sa kamakailang kilalang mga eksperimento sa orbital. quantum teleportation. Posibleng mapabilang siya sa mga ginawaran kasama ng mga Chinese scientist na nagtatrabaho sa teleportation at quantum telecommunications projects.

Si Zeilinger ay nagsasagawa ng pananaliksik sa mga pangunahing phenomena ng microworld (lalo na ang mga estadong gusot). Noong 80s nagsagawa siya ng isang serye ng mga eksperimento sa interference ng neutron. Noong 1989, kasama ang Daniel Greenberger i Michael Hornemna ang pagkakasalubong ng tatlo o higit pang mga particle ay nagbibigay ng quantum correlations na ganap na hindi tugma sa anumang larawan batay sa mga konsepto ng relativistic classical physics. Ang pinakatanyag na eksperimento ni Zeilinger ay ang unang quantum teleportation sa pagitan ng dalawang photon, na nilikha sa dalawang magkahiwalay na mga kaganapan sa radiation (1997).

Nagkaroon din ng pag-uusap sa loob ng ilang taon tungkol sa pangangailangan ng Komite ng Nobel na suriin ang avalanche ng mga natuklasan. mga planetang extrasolar. Ang haka-haka ay nagbanggit muna Jeffrey W. Marcy, isang Amerikanong astronomo na, sa pakikipagtulungan sa Paul Butler i Debra Fischer lumahok sa pagtuklas ng pitumpu sa mga unang kilalang planetang extrasolar.

Gayunpaman, kung ang mga siyentipikong Swedish ay mananatili sa mga pagsulong na may mas praktikal na implikasyon at potensyal na teknolohikal, maaari silang magbigay ng kredito sa mga mananaliksik na nag-eeksperimento sa mga epektong nauugnay sa nanowire photonicskabilang ang paglikha ng unang nanowire laser. Maaari rin silang nasa orbit ng kanilang mga interes. Yosinori Tokura, Ramamurti Ramesh i James Scott - para sa pananaliksik sa ferroelectric na daluyan ng imbakan (Scott) at mga bagong ferroelectric na materyales (dalawang iba pa).

Kabilang sa mga application na binanggit sa mga nakaraang taon ay ang mga siyentipiko din sa pagbuo ng mga teknolohiya mga metamaterial na may negatibong refractive index, i.e. mga pamagat tulad ng: Victor Veselago (Victor Vecielago) John Pendry, David Smith, Xiang Zhang, Sheldon Schultz o Ulf Leonhardt. Marahil ay maaalala ng Komite ng Nobel ang mga tagalikha at mga mananaliksik ng mga kristal na photonic, i.e. gusto ng mga siyentipiko Eli Yablonovich, Sean Lin o John Ioannopoulos.

Lahat sa ngayon ay iginawad at hinaharap na "maliit" na mga maharlika - i.e. Ang mga parangal para sa mga pira-pirasong konsepto na humahantong sa mga partikular na teknikal na imbensyon ay dapat na theoretically itigil kapag Ang Teorya ng Lahat ay binuo. Ito ay dahil dapat itong magbigay ng lahat ng posibleng sagot at solusyon sa bawat tanong.

Sa teorya, ito ay isang kawili-wiling tanong - ang Teorya ng Lahat ba ay nangangahulugan ng pagtatapos ng agham, ang pangangailangang mag-eksperimento at maghanap? Sa teorya lang...