een theorie van alles (TOE) is een hypothetisch raamwerk dat alle bekende fysische verschijnselen in het universum verklaart. Sinds de ontwikkeling van de kwantummechanica en Albert Einsteins relativiteitstheorie in het begin van de 20e eeuw hebben onderzoekers naar zo ‘ n model gezocht.
elk van deze pijlers van de moderne fysica beschrijft zijn respectievelijke onderzoeksgebied — de allerkleinste en massiefste dingen in de kosmos — met verbazingwekkende nauwkeurigheid, maar zowel de kwantummechanica als de relativiteit falen wanneer ze worden toegepast op elkaars onderwerp. Tot nu toe is een overkoepelende theorie van alles aan wetenschappers ontsnapt, en sommigen geloven dat het uiteindelijke doel onrealistisch is. Volgens de American Physical Society (APS) begon Einstein in de jaren twintig te zoeken naar een verenigende theorie. Hij had nooit de vreemde paradoxen van de kwantummechanica volledig geaccepteerd, en hij geloofde dat de wiskunde die elektromagnetisme en zwaartekracht beschrijft, de enige twee krachten die op dat moment bekend waren, kon worden gecombineerd in een enkel raamwerk. “I want to know how God created this world,” Einstein vertelde een jonge natuurkundestudent genaamd Esther Salaman in 1925. “Ik ben niet geïnteresseerd in dit of dat fenomeen, in het spectrum van dit of dat element. Ik wil zijn gedachten weten; de rest zijn slechts details.”
maar Einstein ‘ s zoektocht bleek Quichot tijdens zijn leven. “De meeste van mijn intellectuele Nakomelingen eindigen heel jong op het kerkhof van teleurgestelde hoop,” schreef hij in een brief in 1938. Toch gaf hij niet op, en terwijl hij op zijn sterfbed lag, vroeg hij om zijn laatste aantekeningen over de theorie van alles naar hem te laten brengen, volgens de APS.
potentiële kandidaten
in het midden van de 20e eeuw ontwikkelden natuurkundigen het standaardmodel, dat de “theorie van bijna alles” wordt genoemd.”Het beschrijft de interacties van alle bekende subatomaire deeltjes en drie van de vier fundamentele krachten: elektromagnetisme en de sterke en zwakke nucleaire krachten, maar niet de zwaartekracht.
verwant: Strange Quarks and Muons, Oh My! Nature ‘ s Tiniest Particles Dissected (Infographic)
een model dat ook zwaartekracht bevatte zou bekend staan als een kwantumzwaartekrachttheorie. Sommige onderzoekers geloven dat snaartheorie zo ‘ n raamwerk is en past bij een theorie van alles. Snaartheorie stelt dat deeltjes eigenlijk eendimensionale, snaarachtige entiteiten zijn die vibreren in een 11-dimensionale realiteit. De trillingen bepalen de eigenschappen van de verschillende deeltjes, zoals hun massa en lading.
of, misschien bestaat het niet
maar andere wetenschappers beschouwen het idee van de snaartheorie als een intellectuele doodlopende weg. Peter Woit, een theoretisch natuurkundige aan de Columbia University, heeft zijn collega ‘ s herhaaldelijk berispt voor het najagen van wat hij als een denkbeeldige droom beschouwt. “The basic problem with string theory unification research is not that progress has been slow over the last 30 years, “schreef Woit op zijn blog,” but that it has been negative, with everything learned showing more clearly why the idea doesn ‘ t work.”
in zijn bestseller” A Brief History of Time ” (Bantam Books, 1988) besprak natuurkundige Stephen Hawking zijn wens om een theorie van alles te helpen creëren (wat ook de titel was van zijn biopic uit 2014). Maar de beroemde geleerde veranderde later in zijn leven van gedachten; hij dacht dat een dergelijke theorie voor altijd buiten bereik zou zijn omdat de menselijke beschrijvingen van de werkelijkheid altijd onvolledig zijn, volgens een lezing uit 2002 die beschikbaar is op een website gewijd aan de overleden natuurkundige.
dit feit maakte hem niet verdrietig, maar gaf hem hoop. “Ik ben nu blij dat onze zoektocht naar begrip nooit tot een einde zal komen en dat we altijd de uitdaging van nieuwe ontdekking,” Hawking zei. “Zonder dat, zouden we stagneren.”