Каква е теорията на всичко, за което говорят учените?

Теоретичните и квантовите физици са на лов, за да открият математическата формула, която изразява истината, че повечето коренни народи в света вече знайте: Съществува споделено "поле", което свързва всички и всичко заедно, от звездите на нощното небе до червея, който тунелира пътя си под земя.

Сиуксите казват „Mitakuye oyasin“, което означава „всичко е свързано“ или „всички сме свързани“, в зависимост от превода. От аборигените в Австралия до догонските племена в Африка до племената маори от Нова Зеландия, тези местни хора вярват на всичко, което можем и не можем да видим, има връзка. Учените са на път да докажат това в Теорията на всичко.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Физиците търсят голяма унифицирана теория на полето, която описва рамката на Вселена, от която произлизат четирите сили: гравитацията, електромагнетизмът и силната и слабата ядрена енергия сили. Те се надяват да разкрият едно уравнение, което очертава как работи Вселената, като свързва всичко заедно в една Теория на всичко.

Айнщайн умира, преди да завърши работата си върху последната си концепция - Единната теория на полето - която ще даде отговор и връзка между всичко във Вселената. Той написа повече от 40 статии по темата, частично изразени в неговата Обща теория на относителността, където той обсъжда гравитационните вълни, които се движат във Вселената със същата бързина като тази на светлината пътува.

Както може би знаете или не знаете, този аспект от неговата теория се оказа верен през септември 2015 г., когато учените откриха и измери гравитационни вълни със светлинни вълни, които удрят Земята от две черни дупки, които се сблъскват, за да се присъединят като една, милиони преди години. Разбирането на Айнщайн го убеди, че всичко във Вселената съществува поради споделена, обща и проста геометрична основа.

Подобно на простотата на Специалната теория на относителността на Айнщайн, изразена в математическа форма, E = mc², физиците се надяват да намерят друго красноречиво уравнение, което свързва всичко във Вселената обратно към едно, универсално поле. Тъй като Айнщайн позиционира идеите си в единното поле през десетилетията, преди да умре през 1955 г., физиците, следвайки неговите стъпки, все още търсят ясна линия уравнение, което свързва четирите известни сили - гравитацията, електромагнетизма и силните и слабите ядрени сили - с това универсално поле, известно още като квантово поле. Това, което Айнщайн нарича Унифицирана теория на полето, днес физиците наричат ​​„Теорията на всичко“, съкратено като ToE.

От началото на Вселената преди повече от 1,4 милиарда години учени и физици са идентифицирали четири сили, които в комбинация служат като единствен източник на енергия на Вселената. Тези четири сили включват гравитационната сила, силата, която привлича обекти на Земята; електромагнитната сила, която включва светлина и изразява в множество честотни ленти като отделните ленти от цветове на дъгата; и силните и слабите ядрени сили, отговорни за атомите, които изграждат всички известни елементи в космоса.

Преследването на ToE от Айнщайн, а сега и други теоретични и квантови физици след неговото преминаване 1955, е да се намери една математическа формула и принцип, които свързват всичко заедно в основата ниво. Основната мисъл на Айнщайн беше да докаже, че електромагнитните и гравитационните сили не са нищо повече от два различни израза на едно единно обединено поле. Математиците знаят, че математическите формули съществуват в природата, музиката и изкуството и че математиката лежи в основата на всичко във тази физическа реалност, която хората изпитват на Земята. Ловът е за откриване на една математическа формула, която свързва всичко заедно.

За да свържат четирите сили заедно, за да обяснят ToE, учените през 70-те години първо математически свързват електромагнитната сила, което насочва светлинното поведение и атомната структура към слабата ядрена сила, която е в основата на метода, чрез който частиците се разпадат. Тогава те искаха да намерят начин да ги свържат със силната ядрена сила, която комбинира по-малки частици като кварки с протони и неутрони в атомните структури. Гравитационната сила те оставиха сами, защото не го правят още имат формула за това - но те се сближават предвид наблюденията през септември 2015 г.

Проблемът е, че всяка сила се изразява по различен начин и комбинирането им в една теория е трудно. Помислете за това като за древната басня от Индия за тримата слепци и слона. Всеки слепец докосна различна част от тялото на слон, мислейки го за отделен обект. Човекът, който докосна опашката, описваше въже, човекът, който докосваше крака, описваше стълб и т.н. Тъй като не можеха да виждат, те не знаеха, че слонът е единствено число, а не отделни обекти. Физиците твърдят, че всичко възниква от единното поле, но те просто не са намерили математическата формула последователно представя всичко, включително отделните изрази на сила, без да се разпада на частицата ниво.

С измерването на гравитационните вълни през 2015 г. учените скоро могат да открият математически еквивалент, за да изразят активност на гравитационната сила, което ги поставя на път да свържат четирите сили заедно в Теорията на Всичко.

С отварянето на нов прозорец в космоса чрез измерване както на светлинни, така и на гравитационни вълни, които пътувайки с абсолютно същата скорост, теоретичните физици скоро може да имат гравитационна формула, която има смисъл в Пръст на крак. Но проблемът не е в гравитационната сила; недостатъкът е в слабата ядрена сила, в това как протоните се разпадат. Теоретиците успешно комбинираха слабите и електромагнитните сили в теорията на електрослабите, което предполага това и двамата съществуват като едно сътрудничество, но само при високи нива на енергия, както в началото на Вселената. Съюзът обаче за съжаление се разсейва, когато енергията падне под определена граница, установена от теорията на електрослабите.

Физиците все още се опитват да намерят начини да наблюдават тези безкрайно малки частици и как те влияят на разпадането на протона. Например, вземете откритието на частицата Хигс-Бозон; учените прогнозираха, че той съществува много преди да го открият, но нямаха начин да го измерват до 2012 г. в адронния сблъсък на ЦЕРН в Швейцария. Оттогава учените също наблюдават и проверяват съществуването на нова частица, пентакваркът, през 2015 г. и в съоръжението на ЦЕРН.

След като учените могат да наблюдават и измерват тези и по-малки взаимодействия на частици, или да намерят нови частици, които определят и определят количествено протонен разпад, те може просто да разкрият формулата, която обяснява всичко за това как работи Вселената, по-скоро, отколкото по късно.