La théorie de tout (s'il y en a un) expliquerait tout dans l'univers, des particules quantiques aux galaxies spirales.
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Une théorie de tout (TOE) est un cadre hypothétique expliquant tous les phénomènes physiques connus dans l'univers. Les chercheurs ont recherché un tel modèle depuis le développement de la mécanique quantique et celui d'Albert Einstein. théorie de la relativité au début du XXe siècle.
Chacun de ces piliers de la physique moderne décrit son domaine d'investigation respectif - les choses les plus petites et les plus massives du cosmos - avec une précision étonnante, mais les deux mécanique quantique et la relativité échoue lorsqu'elle est appliquée au sujet de l'autre. Jusqu'à présent, une théorie globale de tout a échappé aux scientifiques, et certains pensent que l'objectif ultime est irréaliste.
L'effort vaillant d'Einstein
Einstein a commencé à rechercher une théorie unificatrice dans les années 1920, selon l'American Physical Society (APS). Il n'avait jamais pleinement accepté les étranges paradoxes de la mécanique quantique, et il croyait que les mathématiques décrivant l'électromagnétisme et la gravité, les deux seules forces connues à l'époque, pouvaient être combinées en un seul cadre.
"Je veux savoir comment Dieu a créé ce monde," Einstein a dit à un jeune étudiant en physique nommé Esther Salaman en 1925. "Je ne suis pas intéressé par tel ou tel phénomène, par le spectre de tel ou tel élément. Je veux connaître Ses pensées; le reste ne sont que des détails."
Mais la quête d'Einstein s'est avérée querelleuse de son vivant. "La plupart de mes descendants intellectuels se retrouvent très jeunes au cimetière d'espoirs déçus", écrit-il dans une lettre en 1938. Pourtant, il n'abandonne pas et, sur son lit de mort, il demande à avoir ses dernières notes sur la théorie. de tout ce qui lui a été apporté, selon l'APS.
Candidats potentiels
Au milieu du XXe siècle, les physiciens ont développé le modèle standard, qui a été appelé le "théorie de presque tout"Il décrit les interactions des toutes les particules subatomiques connues et trois des quatre forces fondamentales: l'électromagnétisme et les forces nucléaires fortes et faibles, mais pas la gravité.
Un modèle qui inclurait également la gravité serait appelé gravité quantique théorie. Certains chercheurs pensent que la théorie des cordes est un tel cadre et correspond au projet de loi pour une théorie de tout. Théorie des cordes postule que les particules sont en fait des entités unidimensionnelles en forme de cordes qui vibrent dans une réalité à 11 dimensions. Les vibrations déterminent les propriétés des différentes particules, telles que leur masse et leur charge.
Ou peut-être que ça n'existe pas
Mais d'autres scientifiques considèrent l'idée de la théorie des cordes comme une impasse intellectuelle. Peter Woit, physicien théoricien à l'Université Columbia, a réprimandé à plusieurs reprises ses collègues pour avoir poursuivi ce qu'il considère comme un rêve imaginaire.
"Le problème fondamental de la recherche sur l'unification de la théorie des cordes n'est pas que les progrès ont été lents au cours des 30 dernières années",Woit a écrit sur son blog, "mais qu'il a été négatif, tout ce qui a été appris montrant plus clairement pourquoi l'idée ne fonctionne pas."
Dans son livre à succès "Une brève histoire du temps" (Bantam Books, 1988), le physicien Stephen Hawking a discuté de son désir d'aider à créer une théorie de tout (qui était aussi le titre de son biopic 2014). Mais le célèbre savant a changé d'avis plus tard dans la vie; il pensait qu'une telle théorie serait hors de portée pour toujours parce que les descriptions humaines de la réalité sont toujours incomplètes, selon une conférence de 2002 disponible sur un site dédié au défunt physicien.
Ce fait ne l'a pas attristé mais lui a plutôt donné de l'espoir. "Je suis maintenant heureux que notre recherche de compréhension ne se termine jamais et que nous ayons toujours le défi d'une nouvelle découverte", a déclaré Hawking. "Sans cela, nous stagnerions."
Ressources additionnelles:
- Regarde ça explication des GUT et des TOE (grande théorie unifiée et théorie de tout), du Fermilab.
- Voici comment le physicien théoricien Michio Kaku explique la théorie de tout pour Big Think.
- Regarder "Pourquoi la théorie des cordes est erronée, "de PBS Space Time.
