Vad är en stor enhetlig teori?

Den stora enhetliga teorin (GUT) är sökandet efter en kortfattad, enkel teori i fysik från och med 2011 som skulle beskriva samspelet mellan de fyra grundläggande krafterna i naturen mdash;Elektromagnetism, de svaga och starka kärnkrafterna och tyngdkraften.Eftersom alla stora enhetliga teorier försöker samla den aktuella förståelsen för fysiska krafter, kallas det ofta forskning i klassiska enhetliga fältteorier.Det finns många olika enhetliga fältteorier för att förklara beteendet hos materia och energi, men strängteori ses som den bästa utsikterna från och med 2011 för att ha en chans att binda effekterna av tyngdkraften till de andra tre grundläggande krafterna.

Partikelfysik använder för närvarande en teori som kallas standardmodellen för att beskriva interaktionen mellan fysiska krafter i naturen.Standardmodellernas aktuella form från och med 2011 inrättades på 1970 -talet och står för interaktionen mellan tre av de fyra grundläggande krafterna mdash;Elektromagnetism och de svaga och starka kärnkrafterna.När standardmodellen har utvecklats avslöjades det att elektromagnetism och den svaga kärnkraften verkligen var aspekter av samma kraft vid höga energinivåer.Detta byggde på tidigare upptäckter i slutet av 19-talet av den brittiska fysikern James Maxwell, förenade krafterna av magnetism och elektricitet som två aspekter av samma styrka mdash;Elektromagnetism.Den stora enhetliga teorin kan därför anses vara ett försök att förena standardmodellen med effekterna av tyngdkraften. Eftersom utvecklingen av en enkel storslagen enhetlig teori kanske inte står för alla interaktioner mellan materia och energi i rymden, oftaDen slutliga teorin som förenar alla krafter kallas teorin om allt (tå).Tre huvudsakliga arenor i fysik måste förenas till en för att producera en livskraftig teori om allt, och dessa inkluderar standardmodellen, allmän relativitet och kvantmekanik.Ett viktigt förslag för detta involverar forskning om strängteori, som beskriver ett grundläggande tillstånd av materia där allt i det fysiska universum i slutändan består av vibrerande slingor av energi, var och en storleken på en Planck-längd, eller 10

-33

centimeter.Dessa strängar är teoretiserade för att vara den direkta orsaken till effekterna av alla fyra grundläggande krafter i naturen, förekomsten av materia och energi och både rymd och tid.En av svagheterna i strängteorin är emellertid att den är extremt komplex och kräver interaktioner i tio dimensioner av rymden, medan en ultimat storslagen enhetlig teori föreställs vara en enkel ekvation inte längre än cirka 1 tum (2,5 centimeter) iLängd om den skrivs ut i den vanliga storleken på handskrift. Kanske den största utmaningen att komma med en elegant form av en stor enhetlig teori från och med 2011, är emellertid att arbeta den fysiska kosmologin av tyngdkraften till ekvationerna.Tyngdkraften är minst förstått av alla fysiska krafter och kanske inte är en kraft alls.En del forskning tyder på att tyngdkraften helt enkelt är en effekt av varningen av rymden av materien som Einsteins upptäckter antyder, eftersom ett ursprung för tyngdkraften aldrig har hittats.Alla andra krafter i naturen har grundläggande partiklar bundna till dem, så fysiken har antagit att en gravitonpartikel skulle existera för att förklara tyngdkraften.Tills bevis har erhållits för att förklara hur tyngdkraften fungerar på både en makroskopisk och mikroskopisk nivå, kommer en stor enhetlig teori som förenar alla fysiska krafter i naturen att förbli svårfångad.