Teoria wszystkiego

Z Wikipedii

Teoria wszystkiego (ang. Theory of Everything, TOE) to hipotetyczna teoria opisująca w sposób spójny wszystkie zjawiska fizyczne. Zwrot ten pierwotnie używany był w środowisku fizyków teoretyków raczej w znaczeniu ironicznym – na określenie teorii rzekomo stosowalnych w znacznie szerszym zakresie warunków niż zostały przetestowane eksperymentalnie. Poza środowiskiem fizyków zwrot ten spopularyzował Stephen Hawking w książce "W poszukiwaniu teorii wszystkiego".

Obecnie tym zwrotem określa się zwykle teorie usiłujące połączyć mechanikę kwantową z ogólną teorią względności, w spójną teorię opisującą wszystkie znane nam oddziaływania fizyczne. Jak do tej pory żadna z takich teorii nie została eksperymentalnie potwierdzona. Głównym problemem okazały się fundamentalne różnice w sposobie sformułowania tych dwóch teorii, które powodują przy ich łączeniu pojawianie się problemów renormalizacji, gdy przewidywane wyniki pewnych pomiarów mają nieskończone wartości.

[edytuj] Fizyka

Albert Einstein spędził większość swojego życia poszukiwaniu TW; uważał że do jej stworzenia wystarczy połączyć ogólną teorię względności z elektromagnetyzmem.

Obecnie wiemy że taka teoria musi w szczególności opisywać cztery oddziaływania podstawowe: grawitację, oddziaływanie silne, oddziaływanie słabe oraz elektromagnetyzm. Musi również opisywać pełen zestaw istniejących cząstek elementarnych. Dotychczasowe wysiłki fizyków teoretycznych pozwoliły zunifikować oddziaływania słabe i elektromagnetyzm w teorię oddziaływań elektrosłabych, oraz połączyć je z oddziaływaniami silnymi w obowiązujący aktualnie Model Standardowy.

Najważniejszą obecnie teorią uwzględniającą również grawitację jest teoria superstrun (lub w bardziej ogólnym wariancie M-teoria). Teoria ta rozwiązuje problemy z renormalizacją i wyjaśnia tzw. problem hierarchii – dlaczego grawitacja jest o tyle rzędów wielkości słabsza niż inne siły. Poważną wadą tej teorii jest jednak możliwość uzyskiwania dowolnych jej wersji w zależności od przyjętych parametrów. Z tego powodu niektórzy traktują tę teorię jako pseudonaukę – jako niefalsyfikowalną, bo dającą się dopasować do niemalże każdych danych doświadczalnych.

[edytuj] Konsekwencje

W latach dziewięćdziesiątych zauważono problem z kandydatami na teorię wszystkiego, polegający na nieograniczaniu przez nie kluczowych cech Wszechświata. Przykładowo, większość teorii kwantowej grawitacji może działać we Wszechświecie o dowolnej liczbie wymiarów i z dowolną stałą kosmologiczną. Można zatem spekulować że w rzeczywistości istnieje olbrzymia liczba różnych Wszechświatów, ale tylko w niektórych rozwija się życie. Wtedy znane nam stałe fizyczne nie wynikają z jakiejś podstawowej teorii, ale są jedynie efektem zasady antropicznej.

Opracowanie kiedykolwiek TW nie musi oznaczać końca fizyki. Zgodnie z teorią chaosu jej przewidywania mogą być wystarczająco trudne do wyliczenia i wrażliwe na postać danych, tak że do zastosowań praktycznych zawsze będziemy potrzebowali innych, emergentnych teorii.