Что на уме у Бога: 7 теорий Всего (Часть первая)
С начала времен люди пытаются описать как устроен мир в целом. То есть не отдельное место или процесс, а ВООБЩЕ ВСЁ. Задача достойная уважения. Современная наука, явление относительно молодое, большую часть своего существования полагала, что может дать единое описание картины мира. Но сегодня ученые, подобно философам Древней Греции, имеют сразу несколько объяснений строению мира. Далее привожу перевод статьи, как раз описывающей несколько основных версий теории всего, что существуют на сегодняшний день.
http://www.newscientist.com/article/dn18612-knowing-the-mind-of-god-seven-theories-of-everything.html?full=true
Заветная мечта науки - создать теорию всего. Если она будет когда-нибудь создана, то сможет описать вселенную на самом фундаментальном уровне и даст нам возможность понять природу вещей. Теория всего также поможет разрешить давние загадки: что такое темная материя? Почему время течет только в одну сторону, и как работает гравитация? Поэтому нет ничего необычного в известном высказывании Стивена Хокинга о том , что такая теория будет ``окончательным триумфом человеческого разума -и тогда поймем, что на уме у Бога.``
Однако теологи могут пока спать спокойно - несмотря на десятилетия усиленной работы по созданию подобной теории, прогресс едва заметен. Большинство физиков-теоретиков ограничилось развитием различных теорий квантовой гравитации, пытающихся примирить квантовую механику с общей теорией относительности. Эти теории являются предпосылкой теории всего. Но вместо того, чтобы предложить одну-две конкурирующие между собой гипотезы, которые можно было бы проверить на фактах, физики создали множество теорий, занимающихся различными сторонами проблемы, и крайне мало способов, чтобы проверить какая из этих теорий окажется правильной, если таковая вообще имеется.
Далее приведем краткое описание фаворитов гонки по созданию теории всего.
Теория струн
Возможно это самая известная из теорий всего, а также самая разработанная из них. Теория струн предполагает, что знакомые нам частицы материи, не частицы вовсе, а миниатюрные струны, которые выглядят как частицы для физических приборов из за своего миниатюрного размера.
Кроме того, математический аппарат теории струн основан на существовании дополнительных измерений, которые не могут восприниматься людьми напрямую.
Данные гипотезы являются крайне радикальными, но многие теоретики находят их элегантными и решающими многочисленные космологические загадки. Однако у данного подхода есть две основные проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы убедить остальное научное сообщество в том , что теория струн - лучший кандидат на теорию всего.
Во-первых, струнные теоретики не могут пока описать ситуацию , которая могла бы быть провереня на опыте. Поэтому теория струн остается чистой теорией.
Во-вторых, существует слишком много версий этой теории, каждая из которых может оказаться верной, и нет критерия отбора между ними. Чтобы преодолеть данную проблему некоторые ученые предложили объединить все версии теории струн в концепцию, названную М - теорией.
Но и это решение имеет свои проблемы: в зависимости от исходных параметров М-теория может описать одну из 10^500 вселенных. Некоторые физики считают это доказательством существования множественных вселенных, тогда как другие думают, что это просто означает, что теория не может быть проверена.
Петлевая квантовая гравитация
Хотя и не так уж популярна в масс-медиа, теория петлевой квантовой гравитацийй является на сегодняшний день единственным серьезным соперником теории струн.
В ее основе лежит идея, что пространство не непрерывно, как мы привыкли думать, а состоит из мельчайших ячеек размером в 10^-35 метров в поперечнике. Ячейки эти соединяются между собой, образуя пространство, которое мы ощущаем. Когда эти связки образуют косички и узлы, получаются элементарные частицы. Теория петлевой квантовой гравитации предсказала несколько реальных результатов и пролила некоторый свет на зарождение вселенной. Но ее защитники не добились включения эффекта гравитации в свои теории. И, также как и в случае с теорией струн, экспериментальная проверка теории все еще дело будущего.
Причинно-динамическая триангуляция (CDT)
Причинно-динамическая триангуляция выглядит на первый взгляд очень похоже на теорию петлевой квантовой гравитации. Также как последняя она разделяет пространство на мельчайшие ``строительные кирпичики``, но на этот раз кирпичики представляют собой четырех-мерные ячейки, названные пентахоронами (четырех мерный объект образованный 5 тетраэдрами).
Пентахороны могут быть склеены вместе, образуя обширную вселенную, которая, как выясняется, состоит из трех пространственных и одного временного измерения, то есть в точности как наша реально существующая вселенная. Пока все идет отлично, но у теории есть один огромный изъян - в своем современном варианте она не может объяснить существование материи.