Thuyết vạn vật

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Một lý thuyết về tất cả mọi thứ (Toe), lý thuyết cuối cùng, hoặc lý thuyết tổng thể là một khuôn khổ Vật lý lý thuyết duy nhất, bao hàm toàn bộ, lý thuyết kết hợp giữa vật lý giải thích và liên kết tất cả các khía cạnh vật lý của Vũ trụ[1] .Tìm một Toe một trong những vấn đề chính chưa được giải quyết trong vật lý. Trong vài thế kỷ qua, hai khung lý thuyết đã được phát triển, nói chung, gần giống nhất với một ToE. Hai lý thuyết này mà tất cả các vật lý hiện đại dựa trên Thuyết tương đối rộng (GR) và Lý thuyết trường lượng tử (QFT). GR là một khung lý thuyết chỉ tập trung vào Tương tác hấp dẫn để hiểu vũ trụ ở các vùng có quy mô lớn và khối lượng lớn: sao, thiên hà, cụm thiên hà... Mặt khác, QFT là một khuôn khổ lý thuyết chỉ tập trung vào ba lực bất lực để hiểu vũ trụ ở các vùng có quy mô nhỏ và nhỏ: các phân tử nguyên tử, nguyên tử, các phân tử... QFT đã triển khai thành công Mô hình chuẩn và thống nhất các tương tác (gọi là Lý thuyết thống nhất lớn) giữa ba lực không hấp dẫn: lực Tương tác yếu, lực Tương tác mạnh và lực Điện từ.[2]

Qua nhiều năm nghiên cứu, các nhà vật lý đã xác nhận bằng thực nghiệm với độ chính xác cực kỳ cao rằng, hầu như mọi dự đoán được thực hiện bởi hai lý thuyết này khi trong các lĩnh vực ứng dụng thích hợp của chúng. Theo những phát hiện của họ, các nhà khoa học cũng đã học được rằng GR và QFT, vì chúng hiện đang được xây dựng, không tương thích lẫn nhau - chúng không thể vừa đúng. Vì các miền ứng dụng thông thường của GR và QFT rất khác nhau, hầu hết các tình huống yêu cầu chỉ một trong hai lý thuyết được sử dụng [3][4]. Khi nó quay ra, sự không tương thích giữa GR và QFT dường như chỉ là một vấn đề ở các vùng có quy mô cực kỳ nhỏ và khối lượng cao, chẳng hạn như những tồn tại trong một lỗ đen hoặc trong giai đoạn đầu của vũ trụ (tức là khoảnh khắc ngay sau Vụ Nổ Lớn). Để giải quyết xung đột này, một khuôn khổ lý thuyết cho thấy một thực tế sâu xa hơn, hấp dẫn thống nhất với ba tương tác khác, phải được phát hiện để hòa hợp hài hòa các lãnh vực của GR và QFT thành một toàn bộ liền mạch: một lý thuyết duy nhất, về nguyên tắc, có khả năng mô tả tất cả hiện tượng. Trong việc theo đuổi mục tiêu này, Hấp dẫn lượng tử đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu tích cực.

Cuối cùng, lý thuyết dây đã phát triển thành một ứng cử viên cho lý thuyết cuối cùng của vũ trụ, chứ không phải không có những hạn chế và tranh cãi. Lý thuyết dây đặt ra rằng vào lúc bắt đầu của vũ trụ (lên đến 10−43 giây sau Vụ nổ lớn), bốn lực cơ bản đã từng là một lực cơ bản duy nhất. Theo lý thuyết dây, mọi hạt trong vũ trụ, ở cấp độ vi mô nhất (Độ dài Planck), bao gồm sự kết hợp khác nhau của các chuỗi rung (hoặc sợi) với các kiểu rung động ưu tiên. Lý thuyết dây tiếp tục tuyên bố rằng thông qua các mô hình dao động cụ thể của chuỗi đó là một hạt của khối lượng duy nhất và điện tích được tạo ra (có nghĩa là, electron là một loại chuỗi rung động theo một cách, trong khi lên quark là một loại chuỗi rung theo cách khác, v.v.). TIỀN SỬ,LỊCH SỬ Ban đầu, lý thuyết thuật ngữ của mọi thứ được sử dụng với một tham chiếu mỉa mai đến các lý thuyết khác nhau. Ví dụ, một ông nội của Ijon Tichy - một nhân vật trong một chu kỳ của những câu chuyện khoa học viễn tưởng của Stanisław Lem về những năm 1960 - được biết là làm việc trên "lý thuyết chung về mọi thứ". Nhà vật lí John Ellis tuyên bố[5] đã giới thiệu thuật ngữ này vào các tài liệu kỹ thuật trong một bài báo trên tạp chí Nature vào năm 1986.[6] Theo thời gian, thuật ngữ này bị mắc kẹt trong các nghiên cứu phổ biến của vật lý lý thuyết.

Từ Hy Lạp cổ đại đến Einstein Hy Lạp cổ đại, các nhà triết học tiền Socrates đã suy đoán rằng sự đa dạng rõ ràng của các hiện tượng quan sát là do một loại tương tác duy nhất, cụ thể là các chuyển động và va chạm của các nguyên tử. Khái niệm 'nguyên tử', được Democritus giới thiệu, là một nỗ lực triết học ban đầu để thống nhất tất cả các hiện tượng được quan sát trong tự nhiên. Archimedes có lẽ là nhà khoa học đầu tiên được biết đến đã mô tả thiên nhiên với tiên đề (hoặc nguyên tắc) và sau đó suy ra kết quả mới từ họ. Do đó, ông đã cố gắng mô tả "mọi thứ" bắt đầu từ một vài tiên đề. Bất kỳ "lý thuyết của tất cả mọi thứ" tương tự như dự kiến ​​sẽ được dựa trên tiên đề và suy luận tất cả các hiện tượng quan sát được từ chúng.[7] Theo nguyên lý nguyên tử Democrit, triết lý cơ học của thế kỷ 17 giả định rằng tất cả các lực lượng có thể được giảm xuống cuối cùng để liên hệ với các lực giữa các nguyên tử, sau đó được tưởng tượng là các hạt rắn nhỏ.[8] 184[9]

Vào cuối thế kỷ 17, mô tả của Isaac Newton về lực hấp dẫn đường dài ngụ ý rằng không phải tất cả các lực trong tự nhiên đều có kết quả từ những thứ tiếp xúc. Công trình của Newton trong các nguyên lý toán học của Triết học tự nhiên đã giải quyết vấn đề này trong một ví dụ về thống nhất. Trong trường hợp này Newton đã hợp nhất công trình của Galileo Galilei về lực hấp dẫn trên mặt đất, định luật chuyển động hành tinh của Kepler và hiện tượng thủy triều bằng cách giải thích những hành động rõ ràng này ở một khoảng cách theo một luật duy nhất: luật hấp dẫn vũ trụ.

Lịch sử lai lịch[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory: The Scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature. Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN 978-0-307-78786-6. 
  2. ^ Stephen W. Hawking (28 tháng 2 năm 2006). The Theory of Everything: The Origin and Fate of the Universe. Phoenix Books; Special Anniv. ISBN 978-1-59777-508-3. 
  3. ^ Carlip, Steven (2001). “Quantum Gravity: a Progress Report”. Reports on Progress in Physics 64 (8): 885. Bibcode:2001RPPh...64..885C. arXiv:gr-qc/0108040. doi:10.1088/0034-4885/64/8/301. 
  4. ^ Susanna Hornig Priest (14 tháng 7 năm 2010). Encyclopedia of Science and Technology Communication. SAGE Publications. ISBN 978-1-4522-6578-0. 
  5. ^ . doi:10.1038/415957b.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  6. ^ . doi:10.1038/323595a0.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  7. ^ . ISBN 978-0-393-08002-5 https://books.google.com/books?id=IjEz8Tq-EdIC.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  8. ^ . ISBN 978-0-87436-875-8.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  9. ^ . ISBN 0-226-75021-3.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)