Apa Teori Segala Sesuatu yang Dibicarakan Ilmuwan?

Fisikawan teoretis dan kuantum sedang berburu untuk menemukan rumus matematika yang mengungkapkan kebenaran yang sudah dimiliki oleh sebagian besar masyarakat adat di dunia. tahu: Ada "bidang" bersama yang menghubungkan semua orang dan segala sesuatu bersama-sama, dari bintang-bintang di langit malam hingga cacing yang menggali jalannya di bawah tanah.

Sioux mengatakan "Mitakuye oyasin," yang berarti "semua terkait," atau "kita semua terkait," tergantung pada terjemahannya. Dari suku Aborigin di Australia hingga suku Dogon di Afrika hingga suku Maori di Selandia Baru, semua penduduk asli ini percaya semua yang kita bisa dan tidak bisa lihat memiliki hubungan yang sama. Para ilmuwan sedang dalam perjalanan untuk membuktikan ini dalam Theory of Everything.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Fisikawan sedang mencari teori medan terpadu besar yang menggambarkan kerangka alam semesta dari mana empat gaya muncul: gravitasi, elektromagnetisme, dan nuklir kuat dan lemah pasukan. Mereka berharap untuk mengungkap satu persamaan yang menguraikan bagaimana alam semesta bekerja dengan menghubungkan segala sesuatu bersama-sama dalam satu Teori Segalanya.

Einstein meninggal sebelum dia selesai mengerjakan konsep terakhirnya – Teori Medan Terpadu – yang akan memberikan jawaban dan hubungan antara segala sesuatu di alam semesta. Dia menulis lebih dari 40 makalah tentang topik tersebut, sebagian diungkapkan dalam Teori Relativitas Umum di mana dia membahas gelombang gravitasi yang melaju melintasi alam semesta dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya perjalanan.

Seperti yang mungkin atau mungkin tidak Anda ketahui, aspek teorinya terbukti benar pada September 2015, ketika para ilmuwan mendeteksi dan mengukur gelombang gravitasi dengan gelombang cahaya yang menghantam Bumi dari dua lubang hitam yang bertabrakan untuk bergabung sebagai satu, jutaan bertahun-tahun lalu. Pemahaman Einstein meyakinkannya bahwa segala sesuatu di alam semesta ada karena landasan geometris yang sama, umum, dan sederhana.

Seperti kesederhanaan Teori Relativitas Khusus Einstein yang dinyatakan dalam bentuk matematika, E = mc², fisikawan berharap menemukan persamaan fasih lain yang menghubungkan segala sesuatu di alam semesta kembali ke satu bidang universal. Sejak Einstein mengemukakan ide-idenya di bidang terpadu dalam beberapa dekade sebelum dia meninggal pada tahun 1955, fisikawan, mengikuti jejaknya, masih mencari solusi langsung. persamaan yang menghubungkan empat gaya yang diketahui – gravitasi, elektromagnetisme, dan gaya nuklir kuat dan lemah – dengan medan universal itu, yang juga dikenal sebagai kuantum bidang. Apa yang disebut Einstein sebagai Teori Medan Terpadu, fisikawan saat ini menyebutnya "Teori Segalanya", disingkat ToE.

Sejak awal alam semesta lebih dari 1,4 miliar tahun yang lalu, para ilmuwan dan fisikawan telah mengidentifikasi empat gaya yang, bila digabungkan, berfungsi sebagai sumber energi tunggal alam semesta. Keempat gaya ini termasuk gaya gravitasi, kekuatan yang menarik benda-benda ke Bumi; gaya elektromagnetik, yang mencakup cahaya dan diekspresikan dalam beberapa pita frekuensi seperti pita individu warna pelangi; dan gaya nuklir kuat dan lemah, bertanggung jawab atas atom-atom yang menyusun semua unsur yang diketahui di alam semesta.

Pengejaran ToE oleh Einstein, dan sekarang fisikawan teoretis dan kuantum lainnya sejak dia meninggal 1955, adalah menemukan satu rumus dan prinsip matematika yang menghubungkan segala sesuatu bersama-sama pada suatu dasar tingkat. Pemikiran utama Einstein adalah untuk membuktikan bahwa gaya elektromagnetik dan gravitasi tidak lebih dari dua ekspresi berbeda dari satu medan tunggal yang bersatu. Matematikawan tahu bahwa rumus matematika ada di alam, musik, dan seni, dan matematika menopang segala sesuatu dalam realitas fisik yang dialami manusia di Bumi ini. Perburuan sedang berlangsung untuk menemukan satu rumus matematika yang mengikat semuanya bersama-sama.

Untuk menghubungkan keempat gaya bersama-sama untuk menjelaskan ToE, para ilmuwan di tahun 1970-an pertama kali secara matematis menghubungkan gaya elektromagnetik, yang mengarahkan perilaku cahaya dan struktur atom, ke gaya nuklir lemah yang mendukung metode peluruhan partikel. Kemudian mereka ingin menemukan cara untuk menghubungkannya dengan gaya nuklir kuat, yang menggabungkan partikel yang lebih kecil seperti quark dengan proton dan neutron dalam struktur atom. Gaya gravitasi mereka tinggalkan sendiri karena mereka tidak namun memiliki formula untuk itu – tetapi mereka semakin dekat mengingat pengamatan pada September 2015.

Masalahnya adalah bahwa setiap kekuatan mengekspresikan dirinya secara berbeda, dan menggabungkannya dalam satu teori itu sulit. Anggap saja seperti dongeng kuno dari India tentang tiga orang buta dan gajah. Setiap orang buta menyentuh bagian tubuh gajah yang berbeda, menganggapnya sebagai objek yang terpisah. Orang yang menyentuh ekor menggambarkan tali, orang yang menyentuh kaki menggambarkan pilar, dan seterusnya. Karena tidak dapat melihat, mereka tidak mengetahui bahwa gajah itu tunggal, bukan benda yang terpisah. Fisikawan berpendapat bahwa segala sesuatu muncul dari medan terpadu, tetapi mereka belum menemukan rumus matematika yang secara konsisten mewakili segalanya, termasuk ekspresi kekuatan individu, tanpa memecah partikel tingkat.

Dengan pengukuran gelombang gravitasi pada tahun 2015, para ilmuwan akan segera menemukan persamaan matematis untuk mengekspresikan express aktivitas gaya gravitasi, yang menempatkan mereka dengan baik di jalan untuk menghubungkan empat gaya bersama-sama dalam Teori Segala sesuatu.

Dengan terbukanya jendela baru ke dalam kosmos dengan pengukuran gelombang cahaya dan gravitasi, yang bergerak dengan kecepatan yang persis sama, fisikawan teoretis mungkin akan segera memiliki rumus gravitasi yang masuk akal dalam Kaki. Tapi masalahnya bukan gaya gravitasi; kelemahannya ada pada gaya nuklir lemah, dalam bagaimana proton meluruh. Para ahli teori berhasil menggabungkan gaya lemah dan gaya elektromagnetik dalam teori elektrolemah, yang menunjukkan bahwa keduanya ada sebagai kolaborasi tunggal, tetapi hanya pada tingkat energi yang tinggi seperti di awal alam semesta. Namun, penyatuan sayangnya menghilang ketika energi turun di bawah batas tertentu yang ditetapkan oleh teori elektrolemah.

Fisikawan masih berusaha menemukan cara untuk mengamati partikel yang sangat kecil ini dan bagaimana pengaruhnya terhadap peluruhan proton. Sebagai contoh, ambil penemuan partikel Higgs-Boson; para ilmuwan memperkirakan itu ada jauh sebelum mereka menemukannya, tetapi mereka tidak memiliki cara untuk mengukurnya sampai 2012 di hadron collider CERN di Swiss. Sejak saat itu, para ilmuwan juga telah mengamati dan memverifikasi keberadaan partikel baru, pentaquark, pada tahun 2015 di fasilitas CERN juga.

Setelah para ilmuwan dapat mengamati dan mengukur interaksi partikel ini dan yang lebih kecil, atau menemukan partikel baru yang mendefinisikan dan mengukur peluruhan proton, mereka mungkin saja mengungkap formula yang menjelaskan segalanya tentang cara kerja alam semesta, lebih cepat daripada kemudian.