en teori om allt (TOE) är en hypotetisk ram som förklarar alla kända fysiska fenomen i universum. Forskare har sökt efter en sådan modell ända sedan utvecklingen av kvantmekanik och Albert Einsteins relativitetsteori i början av 20-talet.
var och en av dessa pelare i modern fysik beskriver sitt respektive undersökningsområde — de allra minsta och mest massiva sakerna i kosmos — med häpnadsväckande noggrannhet, men både kvantmekanik och relativitet misslyckas när de appliceras på varandras ämne. Hittills har en övergripande teori om allt undvikit forskare, och vissa tror att det ultimata målet är orealistiskt.
Einsteins tappra ansträngning
Einstein började söka efter en förenande teori på 1920-talet, enligt American Physical Society (APS). Han hade aldrig helt accepterat kvantmekanikens konstiga paradoxer, och han trodde att matematiken som beskriver elektromagnetism och gravitation, de enda två krafterna som var kända vid den tiden, kunde kombineras till en enda ram.
” Jag vill veta hur Gud skapade denna värld”, sa Einstein till en ung fysikstudent vid namn Esther Salaman 1925. ”Jag är inte intresserad av detta eller det fenomenet, i spektrumet av detta eller det här elementet. Jag vill veta hans tankar; resten är bara detaljer.”
men Einsteins strävan visade sig vara quixotisk under hans livstid. ”De flesta av mina intellektuella avkommor hamnar väldigt unga på kyrkogården av besvikna förhoppningar”, skrev han i ett brev 1938. Ändå gav han inte upp, och på sin dödsbädd bad han om att få sina senaste anteckningar om teorin om allt till honom, enligt APS.
potentiella kandidater
under mitten av 20-talet utvecklade fysiker standardmodellen, som har kallats ”teorin om nästan allt.”Den beskriver interaktionerna mellan alla kända subatomära partiklar och tre av de fyra grundläggande krafterna: elektromagnetism och de starka och svaga kärnkrafterna, men inte tyngdkraften.
relaterat: konstiga kvarkar och muoner, Åh min! Naturens minsta partiklar dissekerade (Infographic)
en modell som också inkluderade gravitation skulle vara känd som en kvantgravitationsteori. Vissa forskare tror att strängteori är en sådan ram och passar räkningen för en teori om allt. Strängteori innebär att partiklar faktiskt är endimensionella, strängliknande enheter som vibrerar i en 11-dimensionell verklighet. Vibrationerna bestämmer de olika partiklarnas egenskaper, såsom deras massa och laddning.
eller kanske det inte existerar
men andra forskare anser att tanken på strängteori är en intellektuell återvändsgränd. Peter Woit, en teoretisk fysiker vid Columbia University, har upprepade gånger skällt sina kollegor för att jaga vad han anser vara en imaginär dröm.
”det grundläggande problemet med strängteoriföreningsforskning är inte att framstegen har varit långsamma under de senaste 30 åren”, skrev Woit på sin blogg, ”men att det har varit negativt, med allt lärt sig visar tydligare varför tanken inte fungerar.”
i sin bästsäljande bok ”A Brief History of Time” (Bantam Books, 1988) diskuterade fysikern Stephen Hawking sin önskan att hjälpa till att skapa en teori om allt (som också var titeln på hans biofilm från 2014). Men den berömda forskaren ändrade sig senare i livet; han trodde att en sådan teori skulle vara utom räckhåll för alltid eftersom mänskliga beskrivningar av verkligheten alltid är ofullständiga, enligt en föreläsning från 2002 tillgänglig på en webbplats tillägnad den sena fysikern.
detta faktum bedrövade honom inte utan gav honom hopp. ”Jag är nu glad att vår sökning efter förståelse aldrig kommer att ta slut och att vi alltid kommer att ha utmaningen med ny upptäckt,” sade Hawking. ”Utan det skulle vi stagnera.”