ทฤษฎีของทุกสิ่ง (ถ้ามี) จะอธิบายทุกอย่างในจักรวาลตั้งแต่อนุภาคควอนตัมไปจนถึงกาแลคซีกังหัน
(ภาพ: © Shutterstock)
ทฤษฎีของทุกสิ่ง (TOE) เป็นกรอบสมมติฐานที่อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพที่รู้จักทั้งหมดในจักรวาล นักวิจัยได้ค้นหาแบบจำลองนี้นับตั้งแต่การพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมและของ Albert Einstein ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ในต้นศตวรรษที่ 20
แต่ละเสาหลักของฟิสิกส์สมัยใหม่จะอธิบายถึงพื้นที่การไต่สวนซึ่งมีขนาดเล็กที่สุดและใหญ่ที่สุดในจักรวาลด้วยความแม่นยำที่น่าประหลาดใจ แต่ทั้งคู่ กลศาสตร์ควอนตัม และสัมพัทธภาพล้มเหลวเมื่อนำไปใช้กับเนื้อหาของกันและกัน จนถึงตอนนี้ทฤษฎีที่ครอบคลุมทุกสิ่งได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลุดพ้นและบางคนเชื่อว่าเป้าหมายสูงสุดนั้นไม่สมจริง
ความพยายามอันกล้าหาญของ Einstein
ไอน์สไต เริ่มค้นหาทฤษฎีที่รวมเป็นหนึ่งเดียวในทศวรรษ 1920 ตามที่สมาคมกายภาพอเมริกัน (APS) เขาไม่เคยยอมรับความขัดแย้งที่แปลกประหลาดของกลศาสตร์ควอนตัมอย่างสมบูรณ์และเขาเชื่อว่าคณิตศาสตร์ที่อธิบายเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าและ แรงดึงดูดในเวลานั้นมีเพียงสองกองกำลังเท่านั้นที่สามารถรวมเข้าเป็นกรอบเดียว
"ฉันอยากรู้ว่าพระเจ้าสร้างโลกนี้อย่างไร" Einstein บอกกับนักศึกษาฟิสิกส์คนหนึ่ง ชื่อเอสเธอร์ซาลามันในปี 1925“ ฉันไม่สนใจปรากฏการณ์นี้หรือว่าในสเปกตรัมขององค์ประกอบนี้หรือองค์ประกอบนั้นฉันต้องการทราบความคิดของเขา; ส่วนที่เหลือเป็นเพียงรายละเอียด”
แต่ภารกิจของไอน์สไตน์พิสูจน์ได้ว่าเป็นเรื่องแปลกในช่วงชีวิตของเขา "ลูกปัญญาส่วนใหญ่ของฉันจบลงด้วยความหวังน้อยมากในสุสานแห่งความหวังที่ผิดหวัง" เขาเขียนไว้ในจดหมายฉบับหนึ่งในปี 2481 ถึงกระนั้นเขาก็ไม่ยอมแพ้และในขณะที่เขาเสียชีวิตเขาขอบันทึกล่าสุดของทฤษฎี ของทุกอย่างมาถึงเขาตาม APS
ผู้สมัครที่มีศักยภาพ
ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ได้พัฒนาแบบจำลองมาตรฐานซึ่งได้รับการขนานนามว่า "ทฤษฎีเกือบทุกอย่างมันอธิบายถึงการโต้ตอบของ อนุภาคย่อยที่รู้จักทั้งหมด และกองกำลังพื้นฐานสามในสี่: แม่เหล็กไฟฟ้าและพลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ แต่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วง
แบบจำลองที่รวมถึงแรงโน้มถ่วงจะเป็นที่รู้จักในชื่อ แรงโน้มถ่วงควอนตัม ทฤษฎี. นักวิจัยบางคนเชื่อว่าทฤษฎีสตริงเป็นกรอบดังกล่าวและเหมาะกับการเรียกเก็บเงินสำหรับทฤษฎีของทุกสิ่ง ทฤษฎีสตริง posits ว่าอนุภาคเป็นหน่วยงานหนึ่งมิติและคล้ายสตริงที่สั่นสะเทือนในความเป็นจริง 11 มิติ การสั่นสะเทือนจะกำหนดคุณสมบัติของอนุภาคต่าง ๆ เช่นมวลและประจุ
หรือบางทีมันอาจไม่มีอยู่จริง
แต่นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ คิดว่าความคิดของทฤษฎีสตริงเป็นการสิ้นสุดทางปัญญา Peter Woit นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ Columbia University ได้ดุเพื่อนร่วมงานของเขาอีกครั้งเพื่อไล่ตามสิ่งที่เขาคิดว่าเป็นความฝันในจินตนาการ
"ปัญหาพื้นฐานของการวิจัยการรวมทฤษฎีสตริงไม่ใช่ความคืบหน้านั้นช้าในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา"Woit เขียนในบล็อกของเขา"แต่มันเป็นลบโดยทุกอย่างเรียนรู้ที่จะแสดงอย่างชัดเจนว่าทำไมความคิดไม่ทำงาน"
ในหนังสือที่ขายดีที่สุดของเขา "ประวัติย่อของเวลา" (Bantam Books, 1988) นักฟิสิกส์สตีเฟ่นฮอว์คิงพูดถึงความปรารถนาของเขาที่จะช่วยสร้างทฤษฎีของทุกสิ่ง (ซึ่งเป็นชื่อของ 2014 ชีวประวัติของเขา) แต่นักปราชญ์ผู้โด่งดังได้เปลี่ยนความคิดของเขาในภายหลังในชีวิต เขาคิดว่าทฤษฎีดังกล่าวจะไม่สามารถเข้าถึงได้ตลอดไปเพราะรายละเอียดของมนุษย์ในความเป็นจริงจะไม่สมบูรณ์เสมอ ตามการบรรยายปี 2545 มีอยู่ในเว็บไซต์ที่อุทิศให้กับนักฟิสิกส์ตอนปลาย
ความจริงข้อนี้ไม่ได้ทำให้เขาเศร้าใจ แต่ให้ความหวังแก่เขา “ ตอนนี้ฉันดีใจที่การค้นหาความเข้าใจของเราไม่สิ้นสุดและเราจะมีความท้าทายในการค้นพบใหม่อยู่เสมอ” ฮอว์คิงกล่าว "หากไม่มีเราก็จะซบเซา"
แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:
- ดูนี้ คำอธิบายของ GUT และ TOEs (ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่และทฤษฎีของทุกสิ่ง) จาก Fermilab
- นี่คือวิธีที่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Michio Kaku อธิบายทฤษฎีของทุกสิ่ง สำหรับบิ๊กคิด
- ดู "ทำไมทฤษฎีสตริงถึงผิด, "จาก PBS Space Time
