De theorie van alles (als die er is) zou alles in het universum verklaren, van kwantumdeeltjes tot spiraalstelsels.
(Afbeelding: © Shutterstock)
Een theorie van alles (TOE) is een hypothetisch raamwerk dat alle bekende fysische verschijnselen in het universum verklaart. Onderzoekers hebben sinds de ontwikkeling van de kwantummechanica en die van Albert Einstein naar een dergelijk model gezocht relativiteitstheorie in het begin van de 20e eeuw.
Elk van deze pijlers van de moderne fysica beschrijft zijn respectieve onderzoeksgebied - de allerkleinste en de meest massieve dingen in de kosmos - met verbazingwekkende nauwkeurigheid, maar beide kwantummechanica en relativiteit mislukt wanneer ze op elkaars onderwerp worden toegepast. Tot dusver is een overkoepelende theorie van alles aan wetenschappers ontsnapt, en sommigen geloven dat het uiteindelijke doel onrealistisch is.
Einsteins moedige poging
Einstein begon in de jaren twintig te zoeken naar een verenigende theorie, volgens de American Physical Society (APS). Hij had de vreemde paradoxen van de kwantummechanica nooit volledig geaccepteerd en hij was van mening dat de wiskunde die elektromagnetisme beschrijft en zwaartekracht, de enige twee krachten die op dat moment bekend waren, konden worden gecombineerd in één raamwerk.
'Ik wil weten hoe God deze wereld heeft geschapen', Einstein vertelde het aan een jonge natuurkundestudent noemde 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 de zoektocht van Einstein bleek tijdens zijn leven quixotisch. 'De meeste van mijn intellectuele nakomelingen eindigen erg 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 was, vroeg hij om zijn laatste aantekeningen over de theorie van alles wat hem is gebracht, volgens de APS.
Potentiële kandidaten
Halverwege de 20e eeuw ontwikkelden natuurkundigen het standaardmodel, dat de "theorie van bijna alles"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.
Een model dat ook zwaartekracht omvatte, zou bekend staan als a kwantumzwaartekracht theorie. Sommige onderzoekers zijn van mening dat snaartheorie zo'n raamwerk is en past bij de 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 snaartheorie als een intellectuele doodlopende weg. Peter Woit, een theoretisch natuurkundige aan de Columbia University, heeft zijn collega's herhaaldelijk uitgescholden voor het najagen van wat hij als een denkbeeldige droom beschouwt.
"Het fundamentele probleem met het onderzoek naar de unificatie van snaartheorie is niet dat de vooruitgang de afgelopen 30 jaar traag is verlopen,"Woit schreef op zijn blog, "maar dat het negatief is geweest, waarbij alles wat is geleerd duidelijker laat zien waarom het idee niet werkt."
In zijn bestseller "A Brief History of Time" (Bantam Books, 1988) besprak natuurkundige Stephen Hawking zijn wens om een theorie over alles te helpen creëren (wat ook de titel was van zijn biopic uit 2014). Maar de beroemde geleerde veranderde later van gedachten. hij dacht dat een dergelijke theorie voor altijd onbereikbaar zou zijn omdat menselijke beschrijvingen van de werkelijkheid altijd onvolledig zijn, volgens een lezing uit 2002 beschikbaar op een website gewijd aan de overleden natuurkundige.
Dit feit maakte hem niet verdrietig, maar gaf hem eerder hoop. 'Ik ben nu blij dat onze zoektocht naar begrip nooit zal eindigen en dat we altijd de uitdaging van nieuwe ontdekkingen zullen hebben,' zei Hawking. 'Zonder dat zouden we stagneren.'
Extra middelen:
- Kijk dit uitleg van GUT's en TOE's (grote verenigde theorie en theorie van alles), van Fermilab.
- Hier is hoe theoretisch natuurkundige Michio Kaku legt de theorie van alles uit voor Big Think.
- Kijk maar "Waarom snaartheorie verkeerd is, "van PBS Space Time.
