Агар... мо масъалахои фундаменталии физикаро хал кунем. Ҳама чиз интизори назарияест, ки аз он ҳеҷ чиз баромада наметавонад

Чӣ ба мо ба чунин асрорҳо, ба монанди материяи торик ва энергияи торик, асрори ибтидои коинот, табиати ҷозиба, бартарии материя нисбат ба антиматерия, самти вақт, муттаҳид шудани ҷозиба бо дигар таъсироти ҷисмонӣ ҷавоб хоҳад дод , муттадид шудани бузурги куввадои табиат ба як асосй, то ба ном назарияи дама ?

Ба гуфтаи Эйнштейн ва бисёр дигар физикҳои барҷастаи муосир, ҳадафи физика маҳз эҷод кардани назарияи ҳама чиз аст (ТВ). Бо вуҷуди ин, мафҳуми чунин назария якранг нест. ТоЭ ҳамчун назарияи ҳама чиз маълум аст, як назарияи физикии фарзиявӣ мебошад, ки ҳама чизро пайваста тавсиф мекунад зуҳуроти ҷисмонӣ ва имкон медихад, ки натичаи хар як тачриба пешгуй карда шавад. Дар айни замон, ин ибора одатан барои тавсифи назарияҳое истифода мешавад, ки кӯшиши пайвастан бо онҳо доранд назарияи умумии нисбият. То ҳол ҳеҷ яке аз ин назарияҳо тасдиқи таҷрибавӣ нагирифтаанд.

Дар айни замон, назарияи пешрафтатарин, ки худро TW талаб мекунад, ба принсипи голографӣ асос ёфтааст. 11-ченака назарияи М. Он ҳанӯз таҳия нашудааст ва онро бисёриҳо на назарияи воқеӣ, балки як самти рушд медонанд.

Бисёре аз олимон шубҳа доранд, ки чизе монанди "назарияи ҳама чиз" ҳатто имконпазир аст ва ба маънои аслӣ, бар пояи мантиқ. Теоремаи Курт Годел мегӯяд, ки ҳар як системаи мантиқии ба таври кофӣ мураккаб ё ботинӣ номувофиқ аст (як ҷумла ва зиддияти онро дар он исбот кардан мумкин аст) ё нопурра (ҷумлаҳои ночиз ҳақиқӣ ҳастанд, ки исбот карда намешаванд). Стэнли Ҷеки дар соли 1966 қайд кард, ки TW бояд як назарияи математикии мураккаб ва ҳамоҳанг бошад, бинобар ин он ногузир нопурра хоҳад буд.

Тарзи махсус, оригиналй ва эмоционалии назарияи хар чиз вучуд дорад. гипотезаи голографӣ (1), интиқол додани вазифа ба нақшаи каме дигар. Физикаи сӯрохиҳои сиёҳ ба назар чунин менамояд, ки коиноти мо он чизест, ки эҳсосоти мо ба мо мегӯянд. Воқеияте, ки моро иҳота кардааст, метавонад голограмма бошад, яъне. проекцияи хамвории дучанд. Ин ба худи теоремаи Годел низ дахл дорад. Аммо оё ин гуна назарияи хама чиз ягон масъаларо хал мекунад, оё вай ба мо имкон медихад, ки ба душворихои тамаддун му-вофик шавем?

Коинотро тавсиф кунед. Аммо коинот чист?

Дар айни замон мо ду назарияи умумие дорем, ки қариб ҳама падидаҳои физикиро шарҳ медиҳанд: Назарияи ҷозибаи Эйнштейн (нисбияти умумӣ) i. Якум ҳаракати объектҳои макросро аз тӯбҳои футбол то галактикаҳо хуб шарҳ медиҳад. вай дар бораи атомхо ва заррачахои субатомй хеле нагз медонад. Масъала дар он аст ин ду назария дуньёи моро ба таври тамоман дигар тасвир мекунанд. Дар механикаи квантӣ воқеаҳо дар заминаи муқарраршуда сурат мегиранд. кайҳон-вақт – дар ҳоле ки w чандир аст. Назарияи квантии кайҳонии кайҳонӣ чӣ гуна хоҳад буд? Мо намедонем.

Аввалин кӯшишҳои эҷоди назарияи ягонаи ҳама чиз чанде пас аз нашр пайдо шуданд назарияи умумии нисбиятпеш аз он ки мо конунхои асосиеро, ки куввахои ядроиро идора мекунанд, фахмем. Ин мафҳумҳо бо номи Назарияи Калузи-Клейн, кушиш кард, ки кувваи вазниниро бо электромагнетизм пайваст кунад.

Дар тӯли даҳсолаҳо назарияи сатр, ки материяро ҳамчун таркиб ифода мекунад ресмонҳои хурди ларзиш ё ҳалқаи энергетикӣ, беҳтарин барои эҷод ҳисобида мешавад назарияи ягонаи физика. Бо вуҷуди ин, баъзе физикҳо к-ро афзалтар медонандвазнинии ҳалқаи кабелӣки дар он худи фазой кайхон аз ҳалқаҳои хурде иборат аст. Аммо, на назарияи сатр ва на вазнинии квантии ҳалқавӣ ба таври таҷрибавӣ санҷида нашудааст.

Назарияҳои бузурги муттаҳидшуда (GUT), ки хромодинамикаи квантӣ ва назарияи мутақобилаи электрозаифро муттаҳид мекунанд, таъсири мутақобилаи қавӣ, заиф ва электромагнитиро ҳамчун зуҳуроти як таъсири мутақобила муаррифӣ мекунанд. Бо вуҷуди ин, ҳеҷ яке аз назарияҳои бузурги ягонаи қаблӣ тасдиқи таҷрибавӣ нагирифтааст. Хусусияти умумии назарияи бузурги ягона пешгӯии таназзули протон мебошад. Ин раванд то ҳол мушоҳида нашудааст. Аз ин бармеояд, ки умри протон бояд на камтар аз 1032 сол бошад.

Модели стандартии соли 1968 қувваҳои қавӣ, заиф ва электромагнитиро дар зери як чатр муттаҳид кард. Ҳама зарраҳо ва таъсири мутақобилаи онҳо баррасӣ карда шуданд ва бисёр пешгӯиҳои нав, аз ҷумла як пешгӯии бузурги муттаҳидшавӣ дода шуданд. Дар энергияи баланд аз рўи тартиби 100 ГэВ (энергияе, ки барои тезонидани як электрон ба потенсиали 100 миллиард вольт лозим аст) симметрия, ки ќуввањои электромагнитї ва заифро муттањид мекунад, барќарор мешавад.

Мавҷудияти бозонҳои нав пешбинӣ шуда буд ва бо кашфи бозонҳои W ва Z дар соли 1983 ин пешгӯиҳо тасдиқ шуданд. Чор кувваи асосй ба се кам карда шуд. Идеяи паси муттаҳидшавӣ аз он иборат аст, ки ҳар се қувваи модели стандартӣ ва ҳатто эҳтимолан энергияи баланди ҷозиба дар як сохтор муттаҳид карда мешаванд.

2. Муодилаи Лангранҷ, ки модели стандартиро тавсиф мекунад, ба панҷ ҷузъ тақсим шудааст.

Баъзеҳо пешниҳод карданд, ки дар энергияи ҳатто баландтар, шояд дар атрофи Миқёси Планк, вазнинӣ низ муттаҳид хоҳад шуд. Ин яке аз ангезаҳои асосии назарияи сатр аст. Чизи ҷолиб дар бораи ин ғояҳо дар он аст, ки агар мо муттаҳид шудан хоҳем, мо бояд симметрияро дар энергияҳои баландтар барқарор кунем. Ва агар онҳо дар айни замон шикаста бошанд, он ба чизи мушоҳидашаванда, зарраҳои нав ва мутақобилаи нав оварда мерасонад.

Лагранжияи Модели стандартӣ ягона муодилаест, ки зарраҳои i-ро тавсиф мекунад таъсири модели стандартӣ (2). Он аз панҷ қисмати мустақил иборат аст: дар бораи глюонҳо дар минтақаи 1 муодила, бозонҳои заиф дар қисми бо ду ишорашуда, бо се ишорашуда, тавсифи математикии он аст, ки чӣ тавр материя бо қувваи заиф ва майдони Ҳиггс таъсир мерасонад, заррачаҳои арвоҳ, ки аз он хориҷ мекунанд. зиёда аз майдони Higgs дар қисмҳои чорум, ва рӯҳҳои зери панҷ тавсиф Фадеев — Поповки ба зиёдатии хамкории суст таъсир мерасонанд. Миқдори нейтрино ба назар гирифта намешавад.

Гарчанде Модели стандартӣ мо метавонем онро ҳамчун як муодилаи ягона нависем, он воқеан як тамоми якхела нест, ба он маъно, ки бисёр ифодаҳои алоҳида ва мустақил мавҷуданд, ки ҷузъҳои гуногуни оламро идора мекунанд. Қисмҳои ҷудогонаи Модели стандартӣ бо ҳамдигар таъсир намерасонанд, зеро заряди ранг ба таъсири мутақобилаи электромагнитӣ ва заиф таъсир намерасонад ва саволҳо беҷавоб мемонанд, ки чаро таъсири мутақобилае, ки бояд ба амал ояд, масалан, вайронкунии CP дар таъсири мутақобилаи қавӣ, кор намекунад. сурат гирад.

Вақте ки симметрияҳо барқарор мешаванд (дар авҷи потенсиал) муттаҳидшавӣ ба амал меояд. Бо вуҷуди ин, шикастани симметрия дар поён ба коиноти имрӯзаи мо мувофиқат мекунад ва инчунин намудҳои нави зарраҳои азим. Пас, ин назария бояд чӣ гуна "аз ҳама чиз" бошад? Он ки, яъне. коиноти воқеии асимметрӣ ё як ва симметрӣ, аммо дар ниҳоят он чизе нест, ки мо бо он сарукор дорем.

Зебоии фиребандаи моделҳои "комил"

Ларс Инглиш, дар «Не назарияи ҳама чиз» баҳс мекунад, ки ягон маҷмӯи ягонаи қоидаҳо вуҷуд надоранд, ки тавонанд назарияи нисбияти умумиро бо механикаи квантй пайваст мекунандзеро он чизе, ки дар сатҳи квантӣ дуруст аст, ҳатман дар сатҳи ҷозиба дуруст нест. Ва система хар кадар калонтар ва мураккабтар бошад, хамон кадар аз унсурхои таркибии он фарк мекунад. "Гап дар он нест, ки ин қоидаҳои ҷозиба ба механикаи квантӣ мухолифанд, балки дар он аст, ки онҳоро аз физикаи квантӣ гирифтан мумкин нест", менависад ӯ.

Ҳама илм, ки қасдан ё не, бар асоси мавҷудияти онҳо асос ёфтааст. қонунҳои физикии объективӣки маҷмӯи постулатҳои ба ҳам мувофиқи физикиро дар бар мегирад, ки рафтори олами ҷисмонӣ ва ҳама чизро дар он тавсиф мекунанд. Албатта, чунин назария шарҳи пурра ё тавсифи ҳама чизеро, ки вуҷуд дорад, талаб намекунад, аммо, эҳтимолан, он ҳама равандҳои физикии тафтишшавандаро пурра тавсиф мекунад. Мантиқан, яке аз манфиатҳои фаврии чунин фаҳмиши TW ин бас кардани таҷрибаҳоест, ки дар он назария натиҷаҳои манфиро пешгӯӣ мекунад.

Аксари физикҳо маҷбур хоҳанд шуд, ки таҳқиқотро қатъ кунанд ва таълимоти зиндагиро пеш баранд, на тадқиқот. Бо вуҷуди ин, ҷомеа эҳтимол парвое надорад, ки оё қувваи ҷозибаро аз рӯи каҷи вақти кайҳон шарҳ додан мумкин аст ё не.

Албатта, имкони дигаре вуҷуд дорад - Коинот танҳо муттаҳид нахоҳад шуд. Симметрияҳое, ки мо ба он расидаем, танҳо ихтирооти математикии худи мо ҳастанд ва коиноти физикиро тавсиф намекунанд.

Дар мақолаи пурсарусадо барои Nautil.Us, Сабина Ҳоссенфелдер (3), олими Донишкадаи омӯзиши пешрафтаи Франкфурт, арзёбӣ кардааст, ки "тамоми идеяи назарияи ҳама чиз ба як фарзияи ғайриилмӣ асос ёфтааст." "Ин беҳтарин стратегия барои таҳияи назарияҳои илмӣ нест. (…) Такя ба зебоӣ дар рушди назария таърихан суст кор кардааст.” Ба акидаи вай, барои бо назарияи хама чиз тавсиф кардани табиат сабабе нест. Дар ҳоле ки мо ба назарияи квантии ҷозиба ниёз дорем, то аз номутобиқатии мантиқӣ дар қонунҳои табиат канорагирӣ кунем, қувваҳо дар Модели стандартӣ набояд муттаҳид шаванд ва бо ҷозиба муттаҳид шаванд. Хуб мешуд, бале, аммо нолозим аст. Модели стандартӣ бидуни муттаҳидшавӣ хуб кор мекунад, таъкид мекунад муҳаққиқ. Хонум Ҳоссенфелдер бо ғазаб мегӯяд, табиат бешак парвое надорад, ки физикҳо математикаи зеборо чӣ мешуморанд. Дар физика пешравихои инкишофи назариявй на бо моделхои зебою «тамом» балки бо халли номутобикатии математики алокаманданд.

Сарфи назар аз ин маслиҳатҳои оқилона, ҳамеша пешниҳодҳои нав оид ба назарияи ҳама чиз пешниҳод карда мешаванд, ба монанди назарияи оддии ҳама чиз Гаррет Лиси, ки соли 2007 нашр шудааст. Он дорои хусусиятест, ки проф. Ҳоссенфелдер зебост ва онро бо визуализатсияи ҷолиб ба таври зебо нишон додан мумкин аст (4). Ин назария, ки E8 ном дорад, иддао мекунад, ки калиди дарки коинот аст объекти математикӣ дар шакли розеткаи симметрӣ.

Лиси ин сохторро тавассути кашидани заррачаҳои элементарӣ дар графике офаридааст, ки он ҳам таъсири мутақобилаи физикии маълумро ба назар мегирад. Дар натиҷа сохтори мураккаби математикии ҳаштченака аз 248 нуқта иборат аст. Ҳар яке аз ин нуқтаҳо зарраҳои дорои хосиятҳои гуногунро ифода мекунанд. Дар диаграмма як гурӯҳи заррачаҳо мавҷуданд, ки хосиятҳои муайян доранд, ки "гумшуда" мебошанд. Ҳадди ақал баъзе аз ин "нобудшудаҳо" аз ҷиҳати назариявӣ бо ҷозиба рабте доранд ва фосилаи байни механикаи квантӣ ва нисбии умумиро бартараф мекунанд.

4. Назарияи визуализатсия E8

Пас, физикҳо бояд барои пур кардани "розеткаи Фокс" кор кунанд. Агар он муваффақ шавад, чӣ мешавад? Бисёриҳо бо киноя ҷавоб медиҳанд, ки ҳеҷ чизи махсусе нест. Танҳо як тасвири зебо тамом мешуд. Ин сохтмон метавонад ба ин маънӣ арзишманд бошад, зеро он ба мо нишон медиҳад, ки анҷом додани «назарияи ҳама чиз» чӣ оқибатҳои воқеӣ хоҳад дошт. Шояд аз ҷиҳати амалӣ ночиз бошад.