
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

Сенат США готовит закон о фантастических пошлинах для стран-покупателей российских полезных ископаемых
А вы говорите, Касаткина!

В Таганроге ввели режим ЧС после атаки беспилотников ВСУ, часть из которых упали в городе

Правительство одобрило введение уголовной ответственности за осквернение мемориалов

В Аргентине по делу о торговле людьми задержали россиянина Руднева - основателя секты

Константин Эрнст об уходе Малахова: "Бывают каналы, которые перерастают своих ведущих"

Преподаватель Гнесинки погибла, упав в автомобиле с 4-го этажа парковки в Москве

//Новости giraff.io
Наши публикации

На складах в России скопились десятки тысяч нераспроданных грузовиков и сотни тысяч легковушек
Марин Ле Пен приговорена к четырем годам лишения свободы: два условно, два в браслете

Трамп решил срубить 200-летнюю магнолию у Белого дома и посадить свое, "красивое" дерево

Пробыв у власти едва пару месяцев, Трамп уже заговорил о своем третьем сроке

Патриоты требуют признать иноагентом Губерниева за оправдание Дарьи Касаткиной

Открывший беспорядочную стрельбу в Мурманске мужчина не убит, а находится в тяжелом состоянии

Суд вернул Долиной проданную ей в "психически неустойчивом состоянии" квартиру и оставив с носом покупательницу

Слухи, скандалы, сплетни
Жан-Клод Ван Дамм стал фигурантом дела о торговле людьми

Анна Седокова что ей есть, чем ответить на обвинения из-за смерти Яниса Тиммы

Аяз Шабутдинов признал вину по делу о мошенничестве и пообещал «упорно работать над восстановлением доверия»

Виталина Цымбалюк-Романовская стала мамой, но личность отца держит в секрете: "Нет, я не выходила замуж"

Шоубиз
Shaman решил зарегистрировать товарный знак «Я русский» в том числе для производства алкоголя

Бывшая жена Сердюкова впервые высказалась о его романе с Ксенией Бородиной

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

SpaceX второй раз с начала года провела неудачный пуск корабля Starship

Певица Кэти Перри полетит в космос

К Луне стартовал новый американский посадочный аппарат

Хайтек
В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"

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

Нидерландская Yandex N.V. вышла из состава акционеров "Яндекса"

Дмитрий Песков: блокировать YouTube не планируется

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
Александр Емельяненко рассказал, что пока не может ходить после операции на позвоночнике

34-летнего хоккеиста «Ак Барса» и «Спартака» Федора Малыхина нашли мертвым в его квартире

Артем Дзюба вызван в сборную России впервые с 2021 года

Ирина Винер объявила об уходе с поста главного тренера сборной РФ по художественной гимнастике

На борту разбившегося в Вашингтоне самолета находились представители российской школы фигурного катания

Черчесов покинул пост главного тренера сборной Казахстана

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
