La teoria di tutto (se ce n'è uno) spiegherebbe tutto nell'universo, dalle particelle quantistiche alle galassie a spirale.
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Una teoria di tutto (TOE) è un ipotetico quadro che spiega tutti i fenomeni fisici conosciuti nell'universo. I ricercatori hanno cercato un tale modello sin dallo sviluppo della meccanica quantistica e di Albert Einstein teoria della relatività all'inizio del XX secolo.
Ognuno di questi pilastri della fisica moderna descrive la rispettiva area di indagine - le cose più piccole e più massicce del cosmo - con una precisione sorprendente, ma entrambe meccanica quantistica e la relatività fallisce quando viene applicata l'una all'altra. Finora, una teoria globale di tutto ha eluso gli scienziati, e alcuni credono che l'obiettivo finale sia irrealistico.
Lo sforzo valoroso di Einstein
Einstein iniziò a cercare una teoria unificante negli anni '20, secondo la American Physical Society (APS). Non aveva mai accettato completamente gli strani paradossi della meccanica quantistica e credeva che la matematica che descrivesse l'elettromagnetismo e gravità, le uniche due forze conosciute all'epoca, potevano essere combinate in un unico quadro.
"Voglio sapere come Dio ha creato questo mondo" Einstein ha detto a un giovane studente di fisica di nome Esther Salaman nel 1925. "Non mi interessa questo o quel fenomeno, lo spettro di questo o quell'elemento. Voglio conoscere i suoi pensieri; il resto sono solo dettagli".
Ma la ricerca di Einstein si dimostrò donchisciottesca durante la sua vita. "La maggior parte della mia prole intellettuale finisce molto giovane nel cimitero di speranze deluse", scrisse in una lettera del 1938. Eppure non si arrese e, mentre era sul letto di morte, chiese di avere i suoi ultimi appunti sulla teoria di tutto ciò che gli è stato portato, secondo l'APS.
Potenziali candidati
Durante la metà del 20 ° secolo, i fisici hanno sviluppato il modello standard, che è stato chiamato il "teoria di quasi tutto"Descrive le interazioni di tutte le particelle subatomiche conosciute e tre delle quattro forze fondamentali: l'elettromagnetismo e le forze nucleari forti e deboli, ma non la gravità.
Un modello che includeva anche la gravità sarebbe noto come a gravità quantistica teoria. Alcuni ricercatori ritengono che la teoria delle stringhe sia una tale struttura e si adatta a una teoria di tutto. Teoria delle stringhe postula che le particelle sono in realtà entità unidimensionali simili a stringhe che vibrano in una realtà tridimensionale. Le vibrazioni determinano le diverse proprietà delle particelle, come la loro massa e carica.
O forse non esiste
Ma altri scienziati considerano l'idea della teoria delle stringhe un vicolo cieco intellettuale. Peter Woit, fisico teorico alla Columbia University, ha ripetutamente rimproverato i suoi colleghi per aver inseguito quello che considera un sogno immaginario.
"Il problema di base della ricerca sull'unificazione della teoria delle stringhe non è che i progressi sono stati lenti negli ultimi 30 anni"Woit ha scritto sul suo blog, "ma che è stato negativo, con tutto ciò che è stato appreso mostrando più chiaramente perché l'idea non funziona".
Nel suo libro di successo "A Brief History of Time" (Bantam Books, 1988), il fisico Stephen Hawking ha discusso del suo desiderio di aiutare a creare una teoria di tutto (che era anche il titolo di il suo biopic del 2014). Ma il famoso studioso cambiò idea più tardi nella vita; pensava che una simile teoria sarebbe stata fuori portata per sempre perché le descrizioni umane della realtà sono sempre incomplete, secondo una lezione del 2002 disponibile su un sito web dedicato al fisico defunto.
Questo fatto non lo rattristò, ma piuttosto gli diede speranza. "Sono lieto che la nostra ricerca della comprensione non finirà mai e che avremo sempre la sfida di una nuova scoperta", ha dichiarato Hawking. "Senza di essa, ristagneremmo."
Risorse addizionali:
- Guarda questo spiegazione di GUT e TOE (grande teoria unificata e teoria di tutto), da Fermilab.
- Ecco come il fisico teorico Michio Kaku spiega la teoria di tutto per Big Think.
- Orologio "Perché la teoria delle stringhe è sbagliata, "da PBS Space Time.
