Bilim Adamlarının Hakkında Konuştuğu Her Şeyin Teorisi Nedir?

Teorik ve kuantum fizikçileri, dünyanın yerli halklarının çoğunun zaten sahip olduğu bir gerçeği ifade eden matematiksel formülü keşfetme peşindeler. bilin: Gece göğündeki yıldızlardan, gökyüzünün altındaki solucan tüneline kadar herkesi ve her şeyi birbirine bağlayan ortak bir "alan" vardır. zemin.

Siyular, çeviriye bağlı olarak "her şey akrabadır" veya "hepimiz akrabayız" anlamına gelen "Mitakuye oyasin" derler. Avustralya'daki Aborjinlerden Afrika'daki Dogon kabilelerine ve Yeni Zelanda'daki Maori kabilelerine kadar bu yerli halk, görebildiğimiz ve göremediğimiz her şeyin bir bağlantı paylaştığına inanıyor. Bilim adamları bunu Her Şeyin Teorisi ile kanıtlama yolundalar.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Fizikçiler, evrenin çerçevesini tanımlayan büyük bir birleşik alan teorisi arayışındalar. dört kuvvetin ortaya çıktığı evren: yerçekimi, elektromanyetizma ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. Her şeyi tek bir Her Şeyin Teorisinde birbirine bağlayarak evrenin nasıl çalıştığını özetleyen tek bir denklemi ortaya çıkarmayı umuyorlar.

Einstein, evrendeki her şey arasında bir cevap ve bağlantı sağlayacak olan son konsepti - Birleşik Alan Teorisi - üzerindeki çalışmasını bitirmeden öldü. Konuyla ilgili olarak, Genel Görelilik Kuramı'nda kısmen ifade edilen 40'tan fazla makale yazdı. ışıkla aynı hızda evrende hızlanan yerçekimi dalgalarını tartışıyor. seyahat eder.

Bildiğiniz veya bilmediğiniz gibi, teorisinin bu yönü, bilim adamlarının tespit ettiği ve 2015 yılının Eylül ayında doğru olduğunu kanıtladı. Bir, milyonlarca kara deliğin çarpışması sonucu Dünya'ya çarpan ışık dalgaları ile ölçülen kütleçekim dalgaları. Yıllar önce. Einstein'ın anlayışı onu evrendeki her şeyin ortak, ortak ve basit bir geometrik temelden dolayı var olduğuna ikna etti.

Einstein'ın Matematiksel biçimde ifade edilen Özel Görelilik Kuramı'nın basitliği gibi, E = mc², fizikçiler evrendeki her şeyi tek bir evrensel alana bağlayan başka bir anlamlı denklem bulmayı umuyorlar. Einstein, 1955'te ölmeden on yıllar önce birleşik alan üzerine fikirlerini ortaya koyduğundan beri, fizikçiler onun izinden giderek hala basit bir çözüm arıyorlar. Bilinen dört kuvveti - yerçekimi, elektromanyetizma ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler - kuantum olarak da bilinen bu evrensel alana bağlayan denklem. alan. Einstein'ın Birleşik Alan Teorisi dediği şeye, bugün fizikçiler ToE olarak kısaltılan "Her Şeyin Teorisi" diyorlar.

1,4 milyar yıl önce evrenin başlangıcından bu yana, bilim adamları ve fizikçiler, birleştiğinde evrenin tek enerji kaynağı olarak hizmet eden dört kuvvet belirlediler. Bu dört kuvvet, nesneleri Dünya'ya çeken güç olan yerçekimi kuvvetini; ışığı içeren ve gökkuşağının tek tek renk bantları gibi çoklu frekans bantlarında ifade edilen elektromanyetik kuvvet; ve evrendeki bilinen tüm elementleri oluşturan atomlardan sorumlu olan güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler.

Einstein'ın ve şimdi diğer teorik ve kuantum fizikçilerinin, onun geçmesinden bu yana ToE'nin peşinde koşması 1955, her şeyi bir temelde birbirine bağlayan bir matematiksel formül ve ilke bulmaktır. seviye. Einstein'ın ana düşüncesi, elektromanyetik ve yerçekimi kuvvetlerinin tek bir birleşik alanın iki farklı ifadesinden başka bir şey olmadığını kanıtlamaktı. Matematikçiler matematik formüllerinin doğada, müzikte ve sanatta var olduğunu ve matematiğin insanların Dünya'da deneyimlediği bu fiziksel gerçeklikteki her şeyin temelini oluşturduğunu bilirler. Her şeyi birbirine bağlayan tek bir matematiksel formülü keşfetme arayışı devam ediyor.

ToE'yi açıklamak için dört kuvveti birbirine bağlamak için, 1970'lerde bilim adamları ilk önce elektromanyetik kuvveti matematiksel olarak bağladılar, ışık davranışını ve atomik yapıyı, parçacıkların bozunma yöntemini destekleyen zayıf nükleer kuvvete yönlendirir. Sonra onları, kuarklar gibi daha küçük parçacıkları atomik yapılarda proton ve nötronlarla birleştiren güçlü nükleer kuvvete bağlamanın bir yolunu bulmak istediler. Yerçekimi kuvvetini yalnız bıraktılar çünkü yok hala bunun için bir formül var - ancak Eylül 2015'teki gözlemlere göre yaklaşıyorlar.

Sorun şu ki, her güç kendini farklı şekilde ifade ediyor ve bunları tek bir teoride birleştirmenin zor olması. Üç kör adam ve filin Hindistan'daki eski masalı gibi düşünün. Her kör, bir filin vücudunun farklı bir yerine dokunarak onu ayrı bir nesne zannediyordu. Kuyruğa dokunan adam bir ipi, bacağa dokunan adam bir direği tarif etti vb. Göremedikleri için filin ayrı nesneler değil tekil olduğunu bilmiyorlardı. Fizikçiler, her şeyin birleşik alandan ortaya çıktığını varsayıyorlar, ancak sadece matematiksel formülü bulamadılar. Parçacıkta parçalanmadan, bireysel kuvvet ifadeleri de dahil olmak üzere her şeyi tutarlı bir şekilde temsil eder. seviye.

2015 yılında yerçekimi dalgalarının ölçülmesiyle birlikte, bilim adamları yakında aşağıdakileri ifade etmek için matematiksel bir eşdeğer keşfedebilirler. Yerçekimi kuvvetinin etkinliği, onları dört kuvveti Teoride birbirine bağlama yolunda iyi bir yere koyar. Her şey.

Hem ışık hem de yerçekimi dalgalarının ölçülmesiyle kozmosa yeni bir pencerenin açılmasıyla, tamamen aynı hızda seyahat edersek, teorik fizikçiler yakında mantıklı bir yerçekimi formülüne sahip olabilirler. Ayak parmağı. Ama sorun yerçekimi kuvveti değil; dezavantaj zayıf nükleer kuvvette, protonların nasıl bozunduğuyla ilgili. Teorisyenler, elektrozayıf teoride zayıf ve elektromanyetik kuvvetleri başarılı bir şekilde birleştirdi, bu da şunu öne sürüyor: ikisi de tek bir işbirliği olarak var olurlar, ancak yalnızca evrenin başlangıcında olduğu gibi yüksek enerji seviyelerinde. Bununla birlikte, enerji, elektrozayıf teori tarafından belirlenen belirli bir sınırın altına düştüğünde, birleşim ne yazık ki dağılır.

Fizikçiler hala bu son derece küçük parçacıkları ve bunların proton bozunmasını nasıl etkilediğini gözlemlemenin yollarını bulmaya çalışıyorlar. Örneğin, Higgs-Boson parçacığının keşfini ele alalım; bilim adamları, onu keşfetmeden çok önce var olduğunu tahmin ettiler, ancak 2012'ye kadar CERN'in İsviçre'deki hadron çarpıştırıcısında ölçmenin hiçbir yolu yoktu. O zamandan beri bilim adamları, 2015 yılında CERN tesisinde de pentaquark adlı yeni bir parçacığın varlığını gözlemlediler ve doğruladılar.

Bilim adamları bu ve daha küçük parçacık etkileşimlerini gözlemleyip ölçebildiklerinde veya tanımlayan ve nicelleştiren yeni parçacıklar bulduklarında proton bozunmasıyla, evrenin nasıl çalıştığıyla ilgili her şeyi açıklayan formülü daha erken ortaya çıkarabilirler. sonra.