Ahoana raha... mamaha olana fototra amin'ny fizika isika. Ny zava-drehetra dia miandry teoria izay tsy misy na inona na inona hivoaka

Inona no hanome antsika ny valin'ny zava-miafina toy ny zava-maizina sy angovo maizina, ny zava-miafina ny fiandohan'ny izao rehetra izao, ny toetry ny sinton'ny, ny tombony ny zavatra noho ny antimatter, ny fitarihan'ny fotoana, ny fampiraisana ny sinton'ny tany amin'ny fifandraisana ara-batana hafa , ny fampiraisana lehibe ny herin'ny natiora ho fototra iray, hatramin'ny antsoina hoe teoria ny zava-drehetra?

Araka ny voalazan'i Einstein sy ireo mpahay fizika maoderina maro hafa, ny tanjon'ny fizika dia ny hamorona teoria ny zava-drehetra (TV). Na izany aza, ny foto-kevitry ny teoria toy izany dia tsy mazava. Fantatra amin'ny maha-teoria ny zava-drehetra, ny ToE dia teoria ara-batana hypothetical izay mamaritra tsy tapaka ny zava-drehetra trangan-javatra ara-batana ary ahafahanao maminavina ny vokatry ny fanandramana rehetra. Amin'izao fotoana izao, ity fehezanteny ity dia matetika ampiasaina hamaritana ireo teoria izay manandrana mampifandray azy teoria ankapobeny momba ny relativité. Hatreto, tsy misy amin'ireo teoria ireo nahazo fanamafisana andrana.

Amin'izao fotoana izao, ny teoria mandroso indrindra milaza ho TW dia mifototra amin'ny fitsipika holografika. 11-dimensional M-teoria. Tsy mbola novolavolaina ary heverin'ny maro ho tari-dàlana amin'ny fampandrosoana fa tsy teoria tena izy.

Mpahay siansa maro no misalasala fa ny zavatra toy ny "teoria ny zava-drehetra" dia azo atao mihitsy aza, ary amin'ny heviny fototra indrindra, mifototra amin'ny lojika. Kurt Gödel theorem dia milaza fa izay rafitra lojika be pitsiny dia na tsy mifanaraka anatiny (afaka manaporofo fehezanteny iray sy ny fifanoherana ao anatiny) na tsy feno (misy fehezan-teny marina tsy azo porofoina). Stanley Jackie dia nanamarika tamin'ny 1966 fa ny TW dia tokony ho teoria matematika sarotra sy mirindra, ka tsy maintsy ho tsy feno.

Misy fomba manokana, tany am-boalohany sy ara-pihetseham-po ny teoria ny zava-drehetra. petra-kevitra holographic (1), mamindra ny asa amin'ny drafitra hafa kely. Toa manondro ny fizika black hole fa tsy araka izay lazain'ny saintsika amintsika izao rehetra izao. Ny zava-misy manodidina antsika dia mety ho holograma, i.e. projection amin'ny fiaramanidina roa dimensional. Mihatra amin'ny theorem'i Gödel ihany koa izany. Saingy mamaha olana ve ny teoria momba ny zava-drehetra, mamela antsika hiatrika ny fanambin'ny sivilizasiona ve izany?

Farito izao rehetra izao. Inona anefa izao rehetra izao?

Amin'izao fotoana izao dia manana teoria roa lehibe isika izay manazava saika ny trangan-javatra ara-batana rehetra: Ny teorian'i Einstein momba ny gravity (relativité ankapobe) i. Ny voalohany dia manazava tsara ny fihetsehan'ny zavatra macro, manomboka amin'ny baolina kitra mankany amin'ny vahindanitra. tena mahay momba ny ataoma sy ny singa subatomika izy. Ny olana dia izay ireo teoria roa ireo dia mamaritra ny tontolontsika amin'ny fomba hafa tanteraka. Ao amin'ny mekanika quantum, mitranga amin'ny fiaviana raikitra ny hetsika. habakabaka-fotoana - raha toa kosa ny w dia miovaova. Hanao ahoana ny teorian'ny quantum momba ny habaka-potoana miolikolika? Tsy fantatray.

Nipoitra taoriana kelin'ny famoahana ny andrana voalohany hamoronana teoria iraisana momba ny zava-drehetra teoria ankapobeny momba ny relativitéalohan'ny hahafantarantsika ny lalàna fototra mifehy ny hery nokleary. Ireo hevitra ireo, fantatra amin'ny hoe Kaluzi-Klein theory, nitady hanambatra ny hery misintona sy ny electromagnetisme.

Nandritra ny am-polony taona maro, ny théorie string, izay maneho ny zavatra ho voaforona tady mihovitrovitra kely na angovo loop, dia heverina ho tsara indrindra amin'ny famoronana Theory iraisana momba ny fizika. Na izany aza, aleon'ny fizika sasany kgravity tariby mijanonaizay ahitana tadivavarana kely ny habakabaka ivelany. Na izany aza, na ny théorie string na ny gravity quantum loop dia tsy voamarina andrana.

Grand unified theories (GUTs), manambatra ny quantum chromodynamics sy ny theory of electroweak interactions, dia maneho ny fifandraisana matanjaka, malemy ary electromagnetika ho fanehoana fifandraisana tokana. Na izany aza, tsy nisy tamin'ireo teoria iraisana teo aloha no nahazo fanamafisana andrana. Ny endri-javatra mahazatra amin'ny teoria iraisana lehibe dia ny faminaniany ny fahalavoan'ny proton. Tsy mbola voamarika izany dingana izany. Avy amin'izany dia tokony ho 1032 taona farafahakeliny ny androm-piainan'ny proton.

Ny Model Standard 1968 dia nampiray ny hery matanjaka, malemy ary elektrônika eo ambanin'ny elo iray. Ny singa rehetra sy ny fifandraisany dia nodinihina, ary vinavina vaovao maro no natao, anisan'izany ny vinavina fampiraisana lehibe iray. Amin'ny angovo avo, amin'ny baikon'ny 100 GeV (ny angovo ilaina hanafaingana ny elektronika tokana amin'ny mety ho 100 lavitrisa volts), dia haverina amin'ny laoniny ny symmetry mampiray ny hery elektromagnetika sy malemy.

Naminavina ny fisian'ny vaovao, ary tamin'ny nahitana ny boson W sy Z tamin'ny 1983, dia voamarina ireo faminaniana ireo. Nihena ho telo ny hery lehibe efatra. Ny hevitra ao ambadiky ny fampiraisana dia ny hoe ny hery telo an'ny Model Standard, ary angamba ny angovo avo kokoa amin'ny sinton'ny tany, dia mitambatra ho rafitra iray.

2. Ny equation Langrange mamaritra ny Model Standard, mizara ho singa dimy.

Ny sasany dia nanoro hevitra fa amin'ny angovo avo kokoa, angamba manodidina Scale Planck, hitambatra koa ny hery misintona. Io no iray amin'ireo antony manosika lehibe amin'ny teoria string. Ny tena mahaliana amin'ireo hevitra ireo dia ny hoe raha mila fampiraisana isika dia tsy maintsy mamerina ny asymmetrika amin'ny angovo ambony kokoa. Ary raha tapaka izy ireo amin'izao fotoana izao, dia mitarika amin'ny zavatra hita maso, singa vaovao ary fifandraisana vaovao.

Ny Lagrangian amin'ny maodely manara-penitra no hany fanoritsoritana ny singa i fiantraikany amin'ny Model Standard (2). Izy io dia ahitana ampahany dimy tsy miankina: momba ny gluon ao amin'ny faritra 1 amin'ny equation, boson malemy amin'ny ampahany misy marika roa, voamarika amin'ny telo, dia famaritana matematika momba ny fifandraisan'ny zavatra amin'ny hery malemy sy ny saha Higgs, ny poti-maso matoatoa izay manala. ny fihoaram-pefy amin'ny saha Higgs amin'ny ampahany amin'ny fahefatra, ary ireo fanahy voalaza ao ambanin'ny dimy Fadeev-Popovizay misy fiantraikany amin'ny fihenan'ny fifandraisana malemy. Ny mason'ny neutrino dia tsy raisina.

na dia Modely mahazatra azontsika soratana amin'ny maha equation tokana izy io, tsy tena fitambarana homogeneous izy io raha ny hevitr'ireo fanehoan-kevitra samihafa sy mahaleo tena izay mifehy ny singa samihafa amin'izao rehetra izao. Ny ampahany misaraka amin'ny Model Standard dia tsy mifandray amin'ny tsirairay, satria ny fiampangana loko dia tsy misy fiantraikany amin'ny fifandraisana elektromagnetika sy malemy, ary mbola tsy voavaly ny fanontaniana hoe nahoana ny fifandraisana tokony hitranga, ohatra, ny fanitsakitsahana ny CP amin'ny fifandraisana matanjaka, dia tsy miasa. maka toerana.

Rehefa averina amin'ny laoniny ny asymmetrika (amin'ny tampon'ny mety), dia mitranga ny fampiraisana. Na izany aza, ny fahatapahan'ny asymmetrika any amin'ny farany ambany indrindra dia mifanaraka amin'izao rehetra izao misy ankehitriny, miaraka amin'ireo karazana potika goavam-be vaovao. Ka inona no "amin'ny zava-drehetra" tokony ho io teoria io? Ilay hoe, i.e. universe asymmetrika tena izy, na iray sy symmetrika, fa tsy ilay iarahantsika amin'ny farany.

Ny hatsaran-tarehy mamitaka ny modely "feno".

Lars English, ao amin'ny The No Theory of Everything, dia milaza fa tsy misy fitsipika tokana azo atao manambatra ny relativité ankapobeny sy ny mekanika quantumsatria ny marina amin'ny niveau quantum dia tsy voatery ho marina amin'ny niveau gravité. Ary ny lehibe kokoa sy sarotra kokoa ny rafitra, ny maha-samihafa azy amin'ny singa fototra. "Ny tiana holazaina dia tsy hoe mifanohitra amin'ny mekanika quantum ireo fitsipiky ny gravité ireo, fa tsy azo avy amin'ny fizika quantum," hoy izy nanoratra.

Ny siansa rehetra, na fanahy iniana na tsia, dia mifototra amin'ny foto-kevitry ny fisiany. lalàna ara-batana tanjonaizay ahitana andiana postulates ara-batana fototra mifanitsy mamaritra ny fitondran-tenan'izao rehetra izao fizika sy izay rehetra ao anatiny. Mazava ho azy fa ny teoria toy izany dia tsy mitaky fanazavana feno na famaritana ny zava-drehetra misy, fa, azo inoana, dia mamaritra ny dingana ara-batana rehetra azo hamarinina. Raha ny lojika, ny iray amin'ireo tombontsoa avy hatrany amin'ny fahatakarana ny TW toy izany dia ny hampitsahatra ny fanandramana izay maminavina ny vokatra ratsy ny teoria.

Ny ankamaroan'ny fizika dia tsy maintsy mijanona amin'ny fikarohana ary manao fampianarana velona, ​​​​fa tsy mikaroka. Na izany aza, mety tsy miraharaha ny vahoaka raha azo hazavaina amin'ny resaka curvature ny habakabaka ny herin'ny sinton'ny tany.

Mazava ho azy fa misy ihany koa ny mety hitranga - ny Universe dia tsy hitambatra tsotra izao. Ny symmétrie tonga teo dia noforoninay fotsiny ary tsy mamaritra ny tontolo fizika.

Ao amin'ny lahatsoratra malaza ho an'ny Nautil.Us, Sabina Hossenfelder (3), mpahay siansa ao amin'ny Ivotoerana Frankfurt momba ny Fianarana Ambony, dia nanombana fa "ny hevitra iray manontolo momba ny teoria momba ny zava-drehetra dia mifototra amin'ny fiheverana tsy ara-tsiansa." “Tsy izany no paika tsara indrindra amin'ny fampivoarana teoria siantifika. (…) Ny fiankinan-doha amin'ny hatsarana amin'ny fivoaran'ny teoria dia tsy niasa ara-tantara." Araka ny heviny, dia tsy misy antony ny zavaboary holazaina amin'ny alalan'ny teoria ny zava-drehetra. Na dia mila théorie quantum momba ny gravité aza isika mba hialana amin'ny tsy fitovian'ny lojika amin'ny lalàn'ny natiora, ny hery ao amin'ny Model Standard dia tsy mila mitambatra ary tsy mila mitambatra amin'ny gravité. Mety ho tsara izany, eny, fa tsy ilaina izany. Ny modely mahazatra dia miasa tsara tsy misy fampiraisana, hoy ny mpikaroka. Mazava ho azy fa tsy miraharaha izay heverin'ny mpahay fizika ho matematika mahafinaritra ny natiora, hoy Ramatoa Hossenfelder tamin-katezerana. Ao amin'ny fizika, ny fandrosoana amin'ny fampandrosoana ara-teorika dia mifandray amin'ny vahaolana amin'ny tsy fitovian'ny matematika, fa tsy amin'ny modely tsara tarehy sy "vita".

Na dia eo aza ireo fananarana marim-pototra ireo, dia apetraka hatrany ny tolo-kevitra vaovao momba ny teoria momba ny zava-drehetra, toy ny The Exceptionally Simple Theory of Everything, nosoratan'i Garrett Lisi, nivoaka tamin'ny 2007. Manana ny endri-javatra izay ny Prof. Tsara tarehy i Hossenfelder ary azo aseho amin'ny endrika tsara tarehy (4). Io teoria io, antsoina hoe E8, dia milaza fa ny fanalahidin'ny fahatakarana izao rehetra izao dia zavatra matematika amin'ny endrika rosette symmetrical.

Namorona an'io rafitra io i Lisi tamin'ny alalan'ny fandrafetana ireo singa fototra amin'ny grafika iray izay mandinika ihany koa ny fifandraisana ara-batana fantatra. Ny vokatr'izany dia rafitra matematika mirefy valo misy teboka 248. Ny tsirairay amin'ireo teboka ireo dia maneho singa manana toetra samihafa. Misy vondron'ny singa ao amin'ny kisary manana toetra sasany izay "tsy hita". Farafaharatsiny ny sasany amin'ireo "tsy hita" ara-teorika dia misy ifandraisany amin'ny gravité, mamehy ny elanelana misy eo amin'ny mekanika quantum sy ny relativité ankapobeny.

4. Teoria momba ny fahitana E8

Noho izany dia tsy maintsy miasa ny fizika mba hamenoana ny "fox socket". Raha tafita izany, inona no hitranga? Maro no mamaly maneso fa tsy misy zavatra manokana. Sary tsara tarehy fotsiny no ho vita. Ity fanorenana ity dia mety ho sarobidy amin'io heviny io, satria mampiseho amintsika ny tena mety ho vokatry ny famitana ny "teoria momba ny zava-drehetra". Angamba tsy misy dikany amin'ny heviny azo ampiharina.