
pixabay.com
В 1925 году во время прогулки с молодой ученицей по имени Эстер Саламан Эйнштейн рассказал ей о самом главном вопросе, который его беспокоил: «Я хочу знать, как Бог создал этот мир. Меня не интересует то или иное явление, спектр того или иного элемента. Я хочу знать Его мысли; остальное — просто детали».
Фраза «мысли Бога» удивительно точно называет конечную цель современной физики, которая заключается в том, чтобы в совершенстве понять все законы природы или, как говорят физики, «теорию всего», (TOE). В идеале TOE должна отвечать на все вопросы. Если выражаться более научно, то она объяснила бы все явления с помощью единой теории, единого строительного блока и единой силы. По мнению ученых, поиск этой теории может занять сотни или даже тысячи лет.
Сегодня у нас есть две теории, которые, вместе взятые, хорошо описывают окружающий нас мир, однако все еще далеки от ТОЕ.
Первая — это теория относительности Эйнштейна, описывающая гравитацию и поведение звезд, галактик и Вселенной в самых больших масштабах. В частности, согласно физику, гравитация представляет собой буквальное искривление пространства и времени. Эта гипотеза была подтверждена многократно, особенно с открытием гравитационных волн в 2016 году.
Вторая теория называется Стандартной моделью, которая описывает субатомный мир. Именно в этой области ученые больше всего приблизились к ТОЕ.
Мы знаем, что все окружающие нас вещи состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из протонов, нейтронов и электронов.
В 1960-х годах исследователи обнаружили, что протоны и нейтроны состоят из еще более мелких частиц, называемых кварками, а электрон входит в класс частиц, называемых лептонами.
Поиск самых маленьких строительных блоков — это только первый шаг в разработке ТОЕ. Следующим шагом является понимание сил, которые управляют взаимодействием строительных блоков. Ученым известны четыре фундаментальные силы, три из которых относятся к электромагнетизму, а также сильные и слабые ядерные взаимодействия, изученные на субатомном уровне. Электромагнетизм связывает атомы и отвечает за химию. Сильное взаимодействие удерживает вместе ядра атомов, а также кварки внутри протонов и нейтронов. Слабое взаимодействие ответственно за некоторые виды ядерного распада.
Каждая из известных субатомных сил имеет связанную частицу или частицы, которые несут эту силу: глюон (элементарная безмассовая частица) является переносчиком сильного взаимодействия, фотон управляет электромагнетизмом, а бозоны W и Z управляют слабым взаимодействием. Существует также призрачное энергетическое поле, называемое полем Хиггса, которое пронизывает Вселенную и дает массу кваркам, лептонам и некоторым несущим силу частицам. Все вместе эти строительные блоки и силы составляют Стандартную модель.
Однако основная цель физиков — найти один строительный блок и одну силу, которая могла бы объяснить материю и движение Вселенной, но сделать это будет довольно сложно, поскольку для этого требуется очень мощный ускоритель частиц, которого у нас пока нет.
По предварительным оценкам создание такой установки займет несколько десятилетий. Тем не менее, с ее помощью физикам удастся продвинуться относительно недалеко. Таким образом, пока ученым остается лишь выдвигать разные гипотезы о том, как этот самый маленький строительный блок может выглядеть.
Одной из популярных теорий является теория суперструн, утверждающей, что самая маленькая частица — вовсе не частица, а небольшая и вибрирующая «струна». Точно так же, как с помощью струны виолончели можно получить не одну, разные типы вибрации — это разные кварки и лептоны. Таким образом, один тип струны может быть основным строительным блоком.
Проблема в том, что на сегодняшний день нет никаких эмпирических данных о том, что суперструны действительно существуют. Кроме того, энергия, необходимая для того, чтобы их увидеть (энергия Планка), должна быть в квадриллион раз выше, чем мы можем в настоящее время генерировать.
С другой стороны, множество сил также являются проблемой. В конечном итоге ученые надеются «объединить» их, доказав, что это просто разные проявления единой силы. Ранее, например, Исаак Ньютон показал, что сила, заставляющая вещи падать на Землю, и сила, которая управляет движением небес, на самом деле одна и та же; Джеймс Клерк Максвелл показал, что электричество и магнетизм — это разные действия также одной силы под названием электромагнетизм.
В 1960-х годах ученым удалось показать, что слабая ядерная сила и электромагнетизм на самом деле были двумя различными аспектами электрослабого взаимодействия. Теперь исследователи надеются убедиться, что электрослабое и сильное взаимодействия могут быть составляющим единого великого взаимодействия.
Однако физики подозревают, что это окончательное объединение также будет иметь место при энергии Планка, опять же потому, что речь идет об энергии и размере, при которых квантовые эффекты больше не могут игнорироваться в теории относительности.
Тем не менее, факт заключается в том, что при таком большом разрыве между достижимой в настоящее время энергией в ускорителях частиц и энергией Планка правильное создание ТОЕ кажется невероятным.
Это не значит, что все физики должны уйти на пенсию и заняться живописью, просто человечеству предстоит проделать значительную работу. Мы должны понять необъяснимые явления, такие как темная материя и темная энергия, которые составляют 95% известной Вселенной, и использовать это понимание для создания более новой, более всеобъемлющей физической теории. Эта теория не будет ТОЕ, но сможет объяснить больше, чем текущая теоретическая основа. Повторять этот процесс нам придется снова и снова.
Материал подготовила Татьяна Артюхова
Больше новостей и ближе к сути? Заходите на ленту в Телеграм!
Добавляйте CСб в свои источники ЯНДЕКС.НОВОСТИ.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
//Партнер Гнездо.ру
Картина дня

Первый зампред IT-комитета Госдумы Горелкин заявил, что WhatsApp пора готовиться к уходу из России
Дуров опроверг сообщения об открытии представительства Telegram в России

Евросоюз согласовал 18-й пакет санкций против России, Словакия больше не возражает

ФАС проверит цены на пакеты в сетевых магазинах

По иску Генпрокуратуры суд арестовал 50% долей «Рижского хлеба», принадлежащих хлебопекам-экстремистам

На лишенного гражданства РФ блогера Subo завели дело о неуплате налогов

Ушел из жизни актер и режиссер Юрий Мороз

//Новости giraff.io
Наши публикации

Мизулина пожаловалась, что предложение Госдумы о штрафах за поиск «экстремистских материалов» помешает её работе
Авторы поправок о штрафах за поиск экстремистского контента объяснили, что будет считаться нарушением

Размышления по еврейскому вопросу

В Госдуме предложили ввести штрафы за поиск "экстремистского контента" в интернете

Трамп пригрозил пошлинами России и её торговым партнерам, если соглашения с Украиной не будет в течение 50 дней

Обучение в столичных медвузах подорожало сразу на треть, впрочем и другие вузы отстают не сильно

Власти Благовещенска запретили использование и даже «размещение» электросамокатов вообще

Слухи, скандалы, сплетни
Прохор Шаляпин вступился за Ларису Гузееву в истории с виллами: "Ей там слов наговорили, она, может, даже влюблена слегка"

Ушел из жизни режиссер Юрий Кара

Мизулина пожаловалась, что предложение Госдумы о штрафах за поиск «экстремистских материалов» помешает её работе

Екатерина Гордон высказалась о ситуации в семье Леры Кудрявцевой

Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова

Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"

Наука
Роскосмос сообщил об устранении утечки воздуха на модуле "Звезда" МКС, о которой известно с 2019 года

«Яндекс» планирует заняться созданием человекоподобных роботов

Корабль Blue Origin с Кэтти Перри и невестой Безоса совершил полет в космос

Застрявшие на МКС астронавты вылетели на Землю после 9 месяцев в космосе

Хайтек
В сеть утекли 16 млрд паролей от аккаунтов Apple, Google и других сервисов

Разработчики ПО для российской ОС «Аврора» подали заявление о банкротстве

В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"

Ъ: В российских кнопочных телефонах обнаружили уязвимость, которая позволяет управлять телефоном посторонним

Туризм
Песков: В Кремле не видят новизны в заявлениях Трампа

За поездки за рубеж предложили ввести сбор

Болгария внесла изменения в список документов на получение визы

Пакистан отменил плату за визы для россиян

Спорт
«Оренбург» сыграет вместо исключенного «Торпедо» в новом сезоне РПЛ

МВД назвало размер взятки арбитру за помощь «Торпедо» в решающем матче

«Торпедо» исключили из числа участников РПЛ, но клуб «будет жить»

ФК «Торпедо» будет распущен, если его исключат из РПЛ? Что происходит вокруг клуба

Футболист Диогу Жота погиб в автокатастрофе

Совладельцу и директору ФК «Торпедо» предъявлены обвинения в подкупе судей

Вкусный раздел
Юлия Дианова: Не просто завтрак

Дарья Близнюк: «Заготовки от Даши. Вкусно, как ни «крути»!

Анна Аксёнова: Муссовые торты. Легче легкого!

Софи Дюпюи-Голье: Мир хлеба. 100 лучших рецептов домашнего хлеба со всего мира
