Teorien om alt (hvis det er en) ville forklare alt i universet, fra kvantepartikler til spiralgalakser.
(Bilde: © Shutterstock)
En teori om alt (TOE) er et hypotetisk rammeverk som forklarer alle kjente fysiske fenomener i universet. Forskere har søkt etter en slik modell helt siden utviklingen av kvantemekanikk og Albert Einsteins relativitetsteorien på begynnelsen av 1900-tallet.
Hver av disse søylene i moderne fysikk beskriver sitt respektive utredningsområde - de aller minste og mest massive tingene i kosmos - med forbløffende nøyaktighet, men begge deler kvantemekanikk og relativitet mislykkes når de brukes på hverandres fagstoff. Så langt har en overordnet teori om alt gått ut av forskere, og noen mener det endelige målet er urealistisk.
Einsteins tapre innsats
Einstein begynte å søke etter en samlende teori på 1920-tallet, ifølge American Physical Society (APS). Han hadde aldri helt akseptert kvantemekanikkens rare paradokser, og han mente at matematikken som beskrev elektromagnetisme og tyngde, de eneste to styrkene som var kjent på den tiden, kunne kombineres til en enkelt ramme.
"Jeg vil vite hvordan Gud skapte denne verden," Einstein fortalte en ung fysikkstudent heter Esther Salaman i 1925. "Jeg er ikke interessert i dette eller det fenomenet, i spekteret av dette eller det elementet. Jeg vil vite tankene hans; resten er bare detaljer."
Men Einsteins søken viste seg å være kviksotisk i løpet av hans levetid. "De fleste av mine intellektuelle avkom ender veldig unge på kirkegården av skuffede håp," skrev han i et brev i 1938. Likevel ga han ikke opp, og mens han var på dødsleiet, ba han om å ha sine siste notater om teorien av alt brakt til ham, ifølge APS.
Potensielle kandidater
I løpet av midten av det 20. århundre utviklet fysikere standardmodellen, som har blitt kalt "teori om nesten alt. "Den beskriver interaksjonene til alle kjente subatomiske partikler og tre av de fire grunnleggende kreftene: elektromagnetisme og de sterke og svake atomkrefter, men ikke tyngdekraften.
En modell som også inkluderte tyngdekraft, vil bli kjent som en kvantetyngdekraft teori. Noen forskere mener at strengteori er et slikt rammeverk og passer regningen for en teori om alt. Strengteori antyder at partikler faktisk er endimensjonale, strenglignende enheter som vibrerer i en 11-dimensjonal virkelighet. Vibrasjonene bestemmer de forskjellige partiklenes egenskaper, for eksempel deres masse og ladning.
Eller kanskje den ikke eksisterer
Men andre forskere anser ideen om strengteori som en intellektuell blindvei. Peter Woit, en teoretisk fysiker ved Columbia University, har gjentatte ganger kjeftet på kollegene for å jage det han anser som en tenkt drøm.
"Det grunnleggende problemet med streng teori foreningsforskning er ikke at fremgangen har vært treg de siste 30 årene,"Woit skrev på bloggen sin, "men at det har vært negativt, med alt det lærte viser tydeligere hvorfor ideen ikke fungerer."
I sin bestselgende bok "A Brief History of Time" (Bantam Books, 1988) diskuterte fysiker Stephen Hawking ønsket om å hjelpe til med å skape en teori om alt (som også var tittelen på hans biopic fra 2014). Men den berømte lærde ombestemte seg senere i livet; han trodde en slik teori ville være utenfor rekkevidde for alltid fordi menneskelige beskrivelser av virkeligheten alltid er ufullstendige, i følge et foredrag fra 2002 tilgjengelig på et nettsted dedikert til den avdøde fysikeren.
Dette faktum gjorde ham ikke trist, men snarere ga ham håp. "Jeg er nå glad for at søket etter forståelse aldri vil komme til en slutt, og at vi alltid vil ha utfordringen med å oppdage nye funn," sa Hawking. "Uten det ville vi stagnert."
Tilleggsressurser:
- Se dette forklaring av GUTs og TOEs (stor enhetlig teori og teori om alt), fra Fermilab.
- Her er hvordan teoretisk fysiker Michio Kaku forklarer teorien om alt for Big Think.
- Se "Hvorfor strengteori er feil, "fra PBS Space Time.
