Единая теория Вселенной или теория всего

Теория струн — направление математической физики, изучающее динамику и взаимодействия не точечных частиц, а одномерных протяжённых объектов, так называемых квантовых струн. Теория струн сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности, поэтому на её основе, возможно, будет построена будущая теория квантовой гравитации. Теория струн основана на гипотезе, что все элементарные частицы и их фундаментальные взаимодействия возникают в результате колебаний и взаимодействий ультрамикроскопических квантовых струн на масштабах порядка планковской длины 10-35 м. Данный подход, с одной стороны, позволяет избежать таких трудностей квантовой теории поля, как перенормировка, а с другой стороны, приводит к более глубокому взгляду на структуру материи и пространства-времени.

Квантовая теория струн возникла в начале 1970-х годов в результате осмысления формул Габриэле Венециано, связанных со струнными моделями строения адронов. Середина 1980-х и середина 1990-х ознаменовались бурным развитием теории струн, ожидалось, что в ближайшее время на основе теории струн будет сформулирована «теория всего». Но, несмотря на математическую строгость и целостность теории, пока не найдены варианты экспериментального подтверждения теории струн. Возникшая для описания адронной физики, но не вполне подошедшая для этого, теория оказалась в своего рода экспериментальном вакууме описания всех взаимодействий.

M-теория (мембранная теория) — современная физическая теория, созданная с целью объединения фундаментальных взаимодействий. В качестве базового объекта используется так называемая «брана» (многомерная мембрана) — протяжённый двухмерный или с бо́льшим числом измерений объект. В середине 1990-х Эдвард Виттен и другие физики-теоретики обнаружили веские доказательства того, что различные суперструнные теории представляют собой различные предельные случаи неразработанной пока 11-мерной М-теории. В середине 1980-х теоретики пришли к выводу, что суперсимметрия, являющаяся центральным звеном теории струн, может быть включена в неё не одним, а пятью различными способами, что приводит к пяти различным теориям: типа I, типов IIA и IIB, и две гетеротические струнные теории. Только одна из них могла претендовать на роль «теории всего», причём та, которая при низких энергиях и компактифицированных шести дополнительных измерениях согласовывалась бы с реальными наблюдениями. Оставались открытыми вопросы о том, какая именно теория более адекватна и что делать с остальными четырьмя теориями.

Исключительно простая теория всего— единая теория поля, которая объединяет все известные физические взаимодействия, существующие в природе, предложенная американским физиком Гарретом Лиси 6 ноября 2007 года. Теория интересна своей элегантностью, но требует серьёзной доработки. Некоторые известные физики уже высказались в её поддержку, однако в теории обнаружен ряд неточностей и проблем.

Теории Великого объединения — в физике элементарных частиц группа теоретических моделей, описывающих единым образом сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Предполагается, что при чрезвычайно высоких энергиях эти взаимодействия объединяются.(10)

Можно с полной уверенностью сказать, что будущие открытия и теории обогатят, а не отвергнут Вселенную, которую открыли нам Пифагор, Аристарх, Кеплер, Ньютон и Эйнштейн, - Вселенную столь же гармоничную, как Вселенная Платона и Пифагора, но построенную на гармонии, заключённой в математических законах; Вселенную не менее совершенную, чем Вселенная Аристотеля, но черпающую своё совершенство в абстрактных законах симметрии; Вселенную, в которой безграничная пустота межгалактических пространств залита мягким светом, несущим из глубин времени ещё до конца непонятные нам сообщения; Вселенную, у которой есть начало во времени, но нет ни начала, ни конца в пространстве, которая, быть может, будет расширяться вечно, а возможно, в один прекрасный момент, прекратив расширение, начнёт сжиматься. Эта Вселенная совсем не похожа на ту, которая рисовалась в смелых умах тех, кто первым отважился задать вопрос: «А каков наш мир на самом деле?». Но, я думаю, что узнав об этом, они не огорчились.(1)