Kini ti… a yanju awọn iṣoro ipilẹ ni fisiksi. Ohun gbogbo ti wa ni nduro fun a yii lati eyi ti ohunkohun ko le wa

Kini yoo fun wa ni idahun si iru awọn ohun ijinlẹ bii ọrọ dudu ati agbara dudu, ohun ijinlẹ ti ibẹrẹ ti Agbaye, iseda ti walẹ, anfani ti ọrọ lori antimatter, itọsọna ti akoko, isokan ti walẹ pẹlu awọn ibaraẹnisọrọ ti ara miiran , isokan nla ti awọn ipa ti iseda sinu ipilẹ kan, titi de ẹkọ ti a npe ni ohun gbogbo?

Ni ibamu si Einstein ati ọpọlọpọ awọn miiran dayato igbalode physicists, awọn ìlépa ti fisiksi ni gbọgán lati ṣẹda kan yii ti ohun gbogbo (TV). Sibẹsibẹ, imọran ti iru ero yii kii ṣe aidaniloju. Ti a mọ gẹgẹbi imọ-ọrọ ti ohun gbogbo, ToE jẹ imọran ti ara ti o ni idaniloju ti o ṣe apejuwe ohun gbogbo nigbagbogbo ti ara iyalenu ati ki o faye gba o lati ṣe asọtẹlẹ esi ti eyikeyi ṣàdánwò. Ni ode oni, gbolohun yii ni a maa n lo lati ṣe apejuwe awọn imọ-ọrọ ti o gbiyanju lati ṣe asopọ pẹlu gbogboogbo yii ti relativity. Titi di isisiyi, ko si ọkan ninu awọn imọ-jinlẹ wọnyi ti o gba ijẹrisi idanwo.

Ni lọwọlọwọ, ilana ti ilọsiwaju julọ ti o sọ pe o jẹ TW da lori ilana holographic. 11-onisẹpo M-ero. Ko tii ti ni idagbasoke ati pe ọpọlọpọ ni a kà si lati jẹ itọsọna ti idagbasoke dipo imọran gangan.

Ọpọlọpọ awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣiyemeji pe ohun kan bi "imọran ti ohun gbogbo" jẹ paapaa ṣee ṣe, ati ni ọna ipilẹ julọ, ti o da lori imọran. Kurt Gödel theorem sọ pé eyikeyi to eka mogbonwa eto boya fipa aisedede (ọkan le fi mule a gbolohun ọrọ ati awọn oniwe-itako ninu rẹ) tabi pe (nibẹ ni o wa bintin otito awọn gbolohun ọrọ ti ko le wa ni safihan). Stanley Jackie ṣe akiyesi ni ọdun 1966 pe TW gbọdọ jẹ eka ati ilana mathematiki isokan, nitorinaa yoo ṣee ṣe pe ko pe.

Ọna pataki kan wa, atilẹba ati ẹdun ti ẹkọ ti ohun gbogbo. holographic ilewq (1), gbigbe awọn iṣẹ-ṣiṣe si kan die-die o yatọ si ètò. Fisiksi ti awọn iho dudu dabi pe o tọka pe agbaye wa kii ṣe ohun ti awọn imọ-ara wa sọ fun wa. Otitọ ti o yi wa ka le jẹ hologram, i.e. iṣiro ti ọkọ ofurufu onisẹpo meji. Eyi tun kan ilana Gödel funrararẹ. Ṣugbọn iru imọran ohun gbogbo ṣe yanju awọn iṣoro eyikeyi, ṣe o gba wa laaye lati koju awọn italaya ti ọlaju bi?

Apejuwe Agbaye. Ṣugbọn kini agbaye?

Lọwọlọwọ a ni awọn imọ-jinlẹ meji ti o ṣalaye ti o fẹrẹẹ jẹ gbogbo awọn iyalẹnu ti ara: Einstein ká yii ti walẹ (ibatan gbogbogbo) i. Ni igba akọkọ ti o ṣe alaye daradara gbigbe ti awọn nkan Makiro, lati awọn bọọlu afẹsẹgba si awọn irawọ. o jẹ oye pupọ nipa awọn ọta ati awọn patikulu subatomic. Iṣoro naa ni iyẹn awọn ero meji wọnyi ṣe apejuwe agbaye wa ni awọn ọna oriṣiriṣi patapata. Ni awọn ẹrọ kuatomu, awọn iṣẹlẹ waye lodi si abẹlẹ ti o wa titi. akoko-aaye – nigba ti w jẹ rọ. Kini ẹkọ kuatomu ti akoko aaye-afẹ yoo dabi? A ko mọ.

Awọn igbiyanju akọkọ lati ṣẹda ilana iṣọkan ti ohun gbogbo han ni kete lẹhin ti o ti gbejade gbogboogbo yii ti relativityṣaaju ki a to loye awọn ofin ipilẹ ti o ṣakoso awọn ipa iparun. Awọn agbekale wọnyi, ti a mọ bi Kaluzi-Klein yii, wá lati darapo walẹ pẹlu electromagnetism.

Fun ewadun, ero okun, eyi ti o duro ọrọ bi a ṣe soke ti awọn okun gbigbọn kekere tabi agbara lupu, ni a kà pe o dara julọ fun ṣiṣẹda isokan yii ti fisiksi. Sibẹsibẹ, diẹ ninu awọn physicists fẹ kokun-duro lupu walẹninu eyiti aaye ita tikararẹ jẹ ti awọn iyipo kekere. Bibẹẹkọ, bẹni imọ-jinlẹ okun tabi iye walẹ loop ti ni idanwo idanwo.

Awọn imọ-iṣọkan nla (GUTs), apapọ awọn chromodynamics quantum ati ẹkọ ti awọn ibaraenisepo elekitiroweak, ṣe aṣoju awọn ibaraẹnisọrọ to lagbara, alailagbara ati awọn ibaraenisepo itanna bi ifihan ti ibaraenisepo iṣọkan kan. Sibẹsibẹ, ko si ọkan ninu awọn imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọ-imọran Ẹya ti o wọpọ ti imọ-iṣọkan titobi nla jẹ asọtẹlẹ ti ibajẹ ti proton. Ilana yii ko tii ṣe akiyesi. O tẹle lati eyi pe igbesi aye proton gbọdọ jẹ o kere ju ọdun 1032.

Awoṣe Standard 1968 ṣe iṣọkan awọn alagbara, alailagbara, ati awọn agbara itanna labẹ agboorun kan ti o tobi ju. Gbogbo awọn patikulu ati awọn ibaraẹnisọrọ wọn ni a ti gbero, ati pe ọpọlọpọ awọn asọtẹlẹ tuntun ti ṣe, pẹlu asọtẹlẹ isokan nla kan. Ni awọn agbara giga, lori aṣẹ ti 100 GeV (agbara ti o nilo lati mu iyara elekitironi kan pọ si agbara ti 100 bilionu volts), isọdọkan isọdọkan itanna ati awọn agbara alailagbara yoo pada.

Wíwà àwọn nǹkan tuntun ni a ti sọ tẹ́lẹ̀, àti pẹ̀lú ìwádìí àwọn bosons W àti Z ní 1983, àwọn àsọtẹ́lẹ̀ wọ̀nyí ti fi ìdí rẹ̀ múlẹ̀. Awọn ologun akọkọ mẹrin ti dinku si mẹta. Ero ti o wa lẹhin isokan ni pe gbogbo awọn ipa mẹta ti Awoṣe Standard, ati boya paapaa agbara ti o ga julọ ti walẹ, ni idapo sinu eto kan.

2. Idogba Langrange ti n ṣe apejuwe Awoṣe Standard, pin si awọn paati marun.

Diẹ ninu awọn ti daba pe ni awọn agbara ti o ga julọ, boya ni ayika Planck asekale, walẹ yoo tun darapọ. Eyi jẹ ọkan ninu awọn iwuri akọkọ ti ero okun. Ohun ti o nifẹ pupọ nipa awọn imọran wọnyi ni pe ti a ba fẹ iṣọkan, a ni lati mu imudara-ara pada ni awọn agbara giga. Ati pe ti wọn ba bajẹ lọwọlọwọ, o nyorisi nkan ti o ṣe akiyesi, awọn patikulu tuntun ati awọn ibaraẹnisọrọ tuntun.

Lagrangian ti Awoṣe Standard jẹ idogba nikan ti n ṣapejuwe awọn patikulu i ipa ti Standard awoṣe (2). O ni awọn ẹya ominira marun: nipa awọn gluons ni agbegbe 1 ti idogba, awọn bosons ti ko lagbara ni apakan ti a samisi pẹlu meji, ti a samisi pẹlu mẹta, jẹ apejuwe mathematiki ti bi ọrọ ṣe n ṣepọ pẹlu agbara alailagbara ati aaye Higgs, awọn patikulu iwin ti o yọkuro awọn excess ti awọn Higgs aaye ni awọn ẹya ara ti awọn kẹrin, ati awọn ẹmí ṣàpèjúwe labẹ marun Fadeev-Popoveyi ti o ni ipa lori apọju ti ibaraẹnisọrọ alailagbara. Awọn ọpọ eniyan Neutrino ko ṣe akiyesi.

Biotilejepe Standard awoṣe a le kọ bi idogba ẹyọkan, kii ṣe odidi isọpọ ni ori pe ọpọlọpọ awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi, awọn ọrọ ominira ti o ṣakoso awọn oriṣiriṣi awọn ẹya ti agbaye. Awọn ẹya ara ọtọ ti Awoṣe Standard ko ni ibaraẹnisọrọ pẹlu ara wọn, niwon idiyele awọ ko ni ipa lori itanna eletiriki ati awọn ibaraẹnisọrọ alailagbara, ati awọn ibeere ko ni idahun idi ti awọn ibaraẹnisọrọ ti o yẹ ki o waye, fun apẹẹrẹ, CP ṣẹ ni awọn ibaraẹnisọrọ to lagbara, ko ṣiṣẹ. gba ibi.

Nigbati awọn symmetries ti wa ni pada (ni tente oke ti o pọju), isokan waye. Bibẹẹkọ, fifọ afọwọṣe ni isalẹ ni ibamu pẹlu agbaye ti a ni loni, pẹlu awọn iru awọn patikulu nla tuntun. Nitorina kini "lati inu ohun gbogbo" yẹ ki o jẹ imọran yii? Eyi ti o jẹ, i.e. Agbaye aibaramu gidi kan, tabi ọkan ati alamọdaju, ṣugbọn nikẹhin kii ṣe eyi ti a nṣe pẹlu.

Ẹwa ẹtan ti awọn awoṣe "pipe".

Lars English, ninu The No Theory of Ohun gbogbo, jiyan wipe nibẹ ni ko si nikan ṣeto ti awọn ofin ti o le darapọ isunmọ gbogbogbo pẹlu awọn ẹrọ kuatomunitori pe ohun ti o jẹ otitọ ni ipele kuatomu kii ṣe otitọ ni ipele ti walẹ. Ati pe eto naa ti o tobi ati ti o ni idiju, diẹ sii ni o yatọ si awọn eroja ti o wa ninu rẹ. "Koko ni kii ṣe pe awọn ofin ti walẹ wọnyi tako awọn ẹrọ mekaniki kuatomu, ṣugbọn pe wọn ko le wa lati inu fisiksi kuatomu,” o kọwe.

Gbogbo sáyẹ́ǹsì, mọ̀ọ́mọ̀ tàbí bẹ́ẹ̀ kọ́, dá lórí ìpilẹ̀ṣẹ̀ wíwàláàyè wọn. ohun ti ara ofineyi ti o fa eto ibaramu ti ara ẹni ti awọn ifiweranṣẹ ipilẹ ti ara ti n ṣapejuwe ihuwasi ti Agbaye ti ara ati ohun gbogbo ti o wa ninu rẹ. Nitoribẹẹ, iru ẹkọ yii ko ni alaye pipe tabi apejuwe ti ohun gbogbo ti o wa, ṣugbọn, o ṣeese, o ṣapejuwe gbogbo awọn ilana ti ara ti o daju. Ni otitọ, ọkan ninu awọn anfani lẹsẹkẹsẹ ti iru oye ti TW yoo jẹ lati da awọn adanwo duro ninu eyiti ilana naa sọ asọtẹlẹ awọn abajade odi.

Pupọ awọn onimọ-jinlẹ yoo ni lati da iwadii duro ati ṣe ikẹkọ igbesi aye, kii ṣe iwadii. Bibẹẹkọ, o ṣee ṣe pe gbogbo eniyan ko bikita boya agbara ti walẹ le ṣe alaye ni awọn ofin ti ìsépo ti aaye.

Nitoribẹẹ, iṣeeṣe miiran wa - Agbaye lasan kii yoo ṣọkan. Awọn ami-ami ti a ti de jẹ awọn iṣelọpọ mathematiki tiwa nikan ati pe ko ṣe apejuwe agbaye ti ara.

Ninu nkan ti o ga julọ fun Nautil.Us, Sabine Hossenfelder (3), onimọ-jinlẹ kan ni Ile-ẹkọ giga Frankfurt fun Ilọsiwaju Ilọsiwaju, ṣe ayẹwo pe “gbogbo ero ti imọran ti ohun gbogbo da lori arosinu ti ko ni imọ-jinlẹ.” “Eyi kii ṣe ilana ti o dara julọ fun idagbasoke awọn imọ-jinlẹ. (…) Igbẹkẹle ẹwa ni idagbasoke ti ẹkọ ti itan-akọọlẹ ti ṣiṣẹ lainidi. ” Ninu ero rẹ, ko si idi fun iseda lati ṣe apejuwe nipasẹ imọran ti ohun gbogbo. Lakoko ti a nilo ilana kuatomu ti walẹ lati yago fun aiṣedeede ọgbọn kan ninu awọn ofin ti ẹda, awọn ipa ti o wa ninu Awoṣe Standard ko nilo lati wa ni isokan ati pe ko nilo isokan pẹlu walẹ. Yoo dara, bẹẹni, ṣugbọn ko ṣe pataki. Awoṣe boṣewa ṣiṣẹ daradara laisi iṣọkan, oniwadi n tẹnuba. Iseda kedere ko bikita ohun ti awọn onimọ-jinlẹ ro pe o jẹ mathimatiki lẹwa, Arabinrin Hossenfelder sọ ni ibinu. Ni fisiksi, awọn aṣeyọri ninu idagbasoke imọ-jinlẹ ni nkan ṣe pẹlu ojutu ti awọn aiṣedeede mathematiki, kii ṣe pẹlu awọn awoṣe lẹwa ati “ti pari”.

Pelu awọn imọran ti o ni itara wọnyi, awọn igbero tuntun fun imọ-jinlẹ ti ohun gbogbo ni a gbe siwaju nigbagbogbo, gẹgẹbi Garrett Lisi's Theory Exceptionally Simple Exception of Everything, ti a tẹjade ni ọdun 2007. O ni ẹya ti Prof. Hossenfelder jẹ ẹwa ati pe o le ṣe afihan ni ẹwa pẹlu awọn iwoye ti o wuyi (4). Ilana yii, ti a npe ni E8, sọ pe bọtini lati loye agbaye ni ohun mathematiki ni irisi rosette asymmetrical.

Lisi ṣẹda igbekalẹ yii nipa sisọ awọn patikulu alakọbẹrẹ lori aworan kan ti o tun ṣe akiyesi awọn ibaraenisọrọ ti ara ti a mọ. Abajade jẹ eka mathematiki onisẹpo mẹjọ ti awọn aaye 248. Ọkọọkan awọn aaye wọnyi duro fun awọn patikulu pẹlu awọn ohun-ini oriṣiriṣi. Ẹgbẹ kan ti awọn patikulu wa ninu aworan atọka pẹlu awọn ohun-ini kan ti o “sonu”. O kere ju diẹ ninu awọn “sonu” wọnyi ni imọ-jinlẹ ni nkan lati ṣe pẹlu agbara walẹ, npa aafo laarin awọn ẹrọ mekaniki kuatomu ati ibatan gbogbogbo.

4. Imọran wiwo E8

Nitorina awọn onimọ-ara ni lati ṣiṣẹ lati kun "Socket Fox". Ti o ba ṣaṣeyọri, kini yoo ṣẹlẹ? Ọpọlọpọ awọn sarcastically dahun wipe ohunkohun pataki. Aworan lẹwa kan yoo pari. Itumọ yii le ṣe pataki ni ori yii, bi o ṣe fihan wa kini awọn abajade gidi ti ipari “imọran ohun gbogbo” yoo jẹ. Boya ko ṣe pataki ni ọna ti o wulo.