Teori segalanya (jika ada) akan menjelaskan segala yang ada di alam semesta, dari zarah kuantum hingga galaksi lingkaran.
(Imej: © Shutterstock)
Teori segalanya (TOE) adalah kerangka hipotesis yang menjelaskan semua fenomena fizikal yang diketahui di alam semesta. Para penyelidik telah mencari model seperti itu sejak pengembangan mekanik kuantum dan Albert Einstein teori relativiti pada awal abad ke-20.
Setiap tonggak fizik moden ini menerangkan bidang penyelidikan masing-masing - perkara yang paling kecil dan paling besar di kosmos - dengan ketepatan yang luar biasa, tetapi kedua-duanya mekanik kuantum dan relativiti gagal apabila diaplikasikan untuk isi pelajaran masing-masing. Sejauh ini, teori menyeluruh mengenai segalanya telah menghindarkan para saintis, dan ada yang percaya bahawa tujuan utamanya adalah tidak realistik.
Usaha berani Einstein
Einstein mula mencari teori penyatuan pada tahun 1920-an, menurut Persatuan Fizikal Amerika (APS). Dia tidak pernah sepenuhnya menerima paradoks aneh mekanik kuantum, dan dia percaya bahawa matematik yang menggambarkan elektromagnetisme dan graviti, satu-satunya dua kekuatan yang diketahui pada masa itu, dapat digabungkan menjadi satu kerangka.
"Saya ingin tahu bagaimana Tuhan menciptakan dunia ini," Einstein memberitahu seorang pelajar muda fizik bernama Esther Salaman pada tahun 1925. "Saya tidak berminat dengan fenomena ini atau itu, dalam spektrum elemen ini atau elemen itu. Saya ingin mengetahui pemikiran-pemikirannya; selebihnya hanya butiran."
Tetapi pencarian Einstein terbukti quixotic selama hidupnya. "Sebilangan besar keturunan intelektual saya berakhir sangat muda di perkuburan harapan yang kecewa," tulisnya dalam sebuah surat pada tahun 1938. Namun dia tidak menyerah, dan ketika di ranjang kematiannya, dia meminta untuk memiliki catatan terbaharu mengenai teori tersebut semua yang dibawa kepadanya, menurut APS.
Calon yang berpotensi
Selama pertengahan abad ke-20, ahli fizik mengembangkan Model Piawai, yang telah disebut "teori hampir semuanya. "Ini menerangkan interaksi semua zarah subatomik yang diketahui dan tiga daripada empat kekuatan asas: elektromagnetisme dan kekuatan nuklear yang kuat dan lemah, tetapi bukan graviti.
Model yang juga merangkumi graviti akan dikenali sebagai graviti kuantum teori. Sebilangan penyelidik percaya bahawa teori rentetan adalah kerangka kerja dan sesuai dengan teori segalanya. Teori rentetan berpendapat bahawa zarah-zarah sebenarnya adalah entiti satu dimensi, seperti tali yang bergetar dalam realiti 11 dimensi. Getaran menentukan sifat zarah yang berbeza, seperti jisim dan muatannya.
Atau, mungkin ia tidak wujud
Tetapi saintis lain menganggap idea teori rentetan sebagai jalan keluar intelektual. Peter Woit, seorang ahli fizik teori di Universiti Columbia, berulang kali memarahi rakan-rakannya kerana mengejar apa yang dianggapnya sebagai mimpi khayalan.
"Masalah asas dengan penyelidikan penyatuan teori tali bukanlah kemajuan yang perlahan selama 30 tahun terakhir,"Woit menulis di blognya, "tetapi itu negatif, dengan semua yang dipelajari menunjukkan dengan lebih jelas mengapa idea itu tidak berfungsi."
Dalam buku larisnya "Sejarah Ringkas Masa" (Bantam Books, 1988), ahli fizik Stephen Hawking membincangkan keinginannya untuk membantu membuat teori segalanya (yang juga tajuk biopiknya tahun 2014). Tetapi sarjana terkenal itu berubah fikirannya di kemudian hari; dia berpendapat bahawa teori seperti itu tidak akan dapat dicapai selamanya kerana perihal realiti manusia selalu tidak lengkap, menurut kuliah tahun 2002 terdapat di laman web yang dikhaskan untuk ahli fizik yang lewat.
Kenyataan ini tidak menyedihkannya, melainkan memberi harapan kepadanya. "Saya sekarang gembira bahawa pencarian pemahaman kita tidak akan pernah berakhir dan kita akan selalu menghadapi cabaran penemuan baru," kata Hawking. "Tanpa itu, kita akan berhenti."
Sumber tambahan:
- Tengok ini penjelasan mengenai GUT dan TOE (teori penyatuan dan teori segalanya), dari Fermilab.
- Inilah caranya ahli fizik teori Michio Kaku menerangkan teori segalanya untuk Big Think.
- Tonton "Mengapa Teori String Salah, "dari PBS Space Time.
