7 lí thuyết của tất cả docx

7 lí thuyết của tất cả “Lí thuyết của tất cả” (Theoryof Everything – ToE) là một trongnhững giấc mơ thân thương nhất của khoahọc. Nếu nóđược khám phára, thì nósẽ mô tả sự hoạt động của vũ trụ ở cấp độ cơ bản nhấtvàdo đó hoàn thiện toàn bộ kiến thức của chúngta về tự nhiên. Nócũngsẽ trả lời những câu hỏidai dẳng lâu naynhư vật chất tối là gì, nguyên dogì thời giantrôi chảy chỉ theo một chiều, vàsự hấpdẫn hoạt động như thế nào. Điều kì diệunhỏ bé màStephen Hawking nổi tiếng từng nói làmộtlí thuyết như vậy sẽ là “thành tựu tối hậu của trítuệ con người – khi đó chúng ta sẽ biết được suy nghĩ của Chúa”. Nhưng các nhà thần họcvẫn chưa yên giấc được đâu. Bấtchấphàng thập kỉ nỗ lực, sự tiến bộ vẫn còn ì ạch. Thay vì một hoặc hai lí thuyết kình địch có giátrị có thể đánh giá dựatrên bằng chứng,thì có vô khối ứng cử viênvàmộtvàimanh mốivô giá cho cái hóara là chính xác. Sau đâylàmộtbản chỉ dẫn tóm gọn của một số lí thuyếtđangdẫn đầu cuộc đua. Hiểu được suy nghĩ của Chúa. (Ảnh: John Lund/Getty) Lí thuyết dây Đây có lẽ là lí thuyếtcủa tất cả được biết tới nhiều nhất, và được nghiên cứu nhiều nhất. Nóđề xuất rằngcác hạt cơ bản chúng ta thấy thật ra khôngphải là những hạt, mà lànhững sợi dây nhỏ xíu chỉ “trông” giốngnhư hạt đối với những thiết bị khoahọcvì chúngquá nhỏ. Ngoài ra, cơ sở toán học của lí thuyết dây còn xây dựng trên các chiều không gian bổ sung, cái con người không thể trảinghiệm trực tiếp. Đây lànhững đề xuất triệt để, nhưng nhiều nhà lí thuyết tìmthấy cách tiếp cận lí thuyết dây là tao nhã và đã đề xuất vôsố biến thể trên khuôn khổ cơ bản dườngnhư giải quyết được đủ loại câu hỏi hóc búathuộc vũ trụ học. Tuy nhiên, họ có hai thách thức lớn cần phải vượt qua nếu họ muốn thuyết phục phần cònlại của cộng đồngkhoahọc rằng lí thuyết dây là ứng cử viên sáng giánhất cho ToE. Trướctiên, cácnhà lí thuyết dây từ trước đến nayvẫn đangvật lộn với việc đưa ra những tiên đoán mớicóthể kiểmtra được. Cho nên, lí thuyết dây vẫn chỉ là như vậy: một lí thuyếtmàthôi. Thứ hai, có quá nhiều biến thể củalí thuyết dây, không cóbiến thể nào có thể chínhxác –vàít có cơ hội chọn giữachúng. Để giải quyết vấn đề này, một số nhà vật lí đề xuất mộtkhuôn khổ tổng quáthơn gọi là Lí thuyết M,lí thuyết hợp nhất nhiều lí thuyết dây. Nhưng lí thuyếtM cónhững trở ngại của nó. Tùy thuộc vào cách thức bạn thiết lậpnó,lí thuyết M có thể mô tả 10 500 vũ trụ bất kì. Một số nhà vật lí biệnhộ rằng đây là bằngchứng cho thấy có nhiềuvũ trụ, nhưng những người khác thì nghĩ nó chỉ có nghĩa là lí thuyết đó không thể kiểm trađượcmàthôi. Hấp dẫn lượng tử vòng Mặcdù không được chú ý nhiều của công chúng, nhưnglí thuyết hấp dẫn lượng tử vòng trướcnaylà đối thủ duy nhấtthậtsự đối với lí thuyết dây. Quan điểm cơ bản là không gian khôngliêntục, như chúng tathường nghĩ, mà thay vào đó nó bị phá vỡ thành những mảng nhỏ xíu bề ngang10 -35 mét.Những mảng này sau đó nối lại vớinhau bằng những liên kết tạo ra không gianmàchúng ta trải nghiệm. Khi những liên kếtnày thắt lạithành viền và nút,chúngtạora các hạtsơ cấp. Lí thuyết hấp dẫn lượng tử vòng đã tạo ra một số tiên đoán không dứt khoát cho lắm về nhữnghiệu ứng thế giới thực, vàcòn làmsáng tỏ về sự ra đờicủavũ trụ, Nhưng những người ủnghộ nó trướcnayphải chật vật tích hợp sự hấp dẫn vào trong các lí thuyết của họ. Và như với lí thuyết dây, một phép kiểm tra thực nghiệm thật sự sẽ vẫn là điều thiết yếu. CDT Thoạtnhìn, lí thuyếttam giác đạcđộng nhân quả (CDT)trông đẹp tương tự như lí thuyết hấp dẫn lượng tử vòng. Giống hệt như lí thuyết hấp dẫn lượngtử vòng phávỡ không giannhững “viên gạch cấutrúc” nhỏ xíu, CDT giả sử rằng không-thời gian phân tách thànhnhữngviên gạch cấu trúc nhỏ xíu –lần này,các khối bốn chiếuấy được gọi làpentachoron. Các pentachoronkhiđó có thể gắn lại với nhauthành một vũ trụ quy mô lớn – cái hóa ra có ba chiều khônggianvà một chiều thời gian,giốnghệt như không-thời gian thực sự. Thật hay, thật tốt, nhưngcó nhượcđiểm chính: CDTnhư nó hiệnnaykhông thể giải thích sự tồn tại của vật chất. Hấp dẫn Einstein lượng tử Quan điểm này, đề xuất bởi MartinReuterthuộc trường đại học Mainz, Đức, chọn một chiến thuật hơi khác. Một phần trở ngại với việc hợpnhất sự hấp dẫnvàcơ học lượngtử là cái xảy ra vớisự hấp dẫn ở những cấp độ rất nhỏ. Hai vật càngở gầnnhau,thì lực húthấp dẫn giữa chúng càng mạnh; nhưngsự hấp dẫn còn tác dụng lênchính nó, vànhư một hệ quả, ở những khoảng cách rất nhỏ, một vòngphản hồi sẽ bắt đầu xuất hiện. Theo các lí thuyết thông thường, lực khi đó trở nên mạnh đến mứclố bịch – nghĩa là cócái gìđó khôngđúng với những lí thuyết thông thường. Tuy nhiên, Reuterđã đi đến một phương pháptạora một “điểmcố định”: một khoảng cách dưới đó sự hấpdẫn không cònmạnh hơn nữa. Điều này có thể giúpgiải bài toán, vàđưađến một lí thuyết lượng tử của sự hấp dẫn. Graphity lượng tử Tất cả những lí thuyết trên đềugiả sử rằng khôngvà thời gian tồn tại, và sau đó cố gắng xây dựng lênphần còn lạicủa vũ trụ. Graphity lượng tử - sángkiến của FotiniMarkopoulou thuộc Viện Vật lí Lí thuyết Perimeter ở Waterloo, Ontario, Canada,vàcácđồng sự - thử một cách tiếp cận khác không có chúng. Khi vũ trụ hình thành trongBigBang,Markopoulounói, không hề có cái như khônggianmà chúng ta biết. Thayvào đó, có một mạng lướitrừu tượngcủa “nút” của không gian, trong đó mỗinút nối với từngnút khác.Rất sớm ngay sauđó, mạng lưới nàyco sập lại và một số nút bị phá vỡ ra xa nhau,hìnhthànhnên vũ trụ to lớnmàchúngta thấy ngày nay. Thuyết tương đối nội Phát triển bởi OlafDreyer thuộcViện Công nghệ Massachusetts, thuyết tương đối nội nhắm tớimục tiêu giải thích thuyết tươngđối rộngcóthể phátsinh như thế nào trongmột thế giới lượng tử. Mỗihạt trong vũ trụ có một tính chất gọilà “spin”, cóthể nghĩ đại khái là cái xảy ra với hạtđó khinó quay.Môhình của Dreyertưởng tượng ra một hệ các spintồn tại độc lậpcủavật chất và sắpxếpngẫu nhiên. Khi hệ đạt tới một nhiệtđộ tới hạn, các spin sắp thẳnghàng, hình thành nên mộtmẫu có trật tự. Bất kì aithật sự đang sốngtrong hệ spin sẽ không nhìn thấy chúng.Tất cả những gì họ thấy là các tácđộng của chúng, cái Dreyerchứngminhrằng sẽ bao gồm không-thời gian và vật chất.Ông còn làmchủ được việc thulại thuyết hấp dẫn Newton từ mô hìnhđó: tuy nhiên, thuyết tương đối rộng vẫn chưa đượchợp nhất. E8 Năm 2007,nhà vật lí (và đôi khilà nhà lướt ván) Garrett Lisi đã làmmưa làm gió trên các báo với một lí thuyết cókhả năng là lí thuyết của tất cả. Sự xôn xao bắt đầu bởi một bài báo trình bày về E8, một kiểumẫutoán học phức 8chiều với 248 điểm. Lisi chứng tỏ rằng những hạtcơ bản và lực cơ bản khác nhau mà vật lí học đã biết cóthể đặt vào các điểm của mẫu E8,và nhiều tương tác của chúngxuất hiện sauđó một cách tự nhiên. Một số nhà vật lí đã chỉ trích nặng nề đối với bài báo trên, trongkhinhững người khác thì chào đónmộtcách thậntrọng.Cuốinăm 2008, Lisiđã đượctrợ cấp để tiếp tục nghiên cứu của ôngvề E8. . 7 lí thuyết của tất cả Lí thuyết của tất cả (Theoryof Everything – ToE) là một trongnhững giấc mơ thân thương nhất của khoahọc. Nếu nóđược khám phára, thì nósẽ mô tả sự hoạt động của vũ. nhà vật lí đề xuất mộtkhuôn khổ tổng quáthơn gọi là Lí thuyết M ,lí thuyết hợp nhất nhiều lí thuyết dây. Nhưng lí thuyếtM cónhững trở ngại của nó. Tùy thuộc vào cách thức bạn thiết lậpnó ,lí thuyết. thuyết tương đối rộng vẫn chưa đượchợp nhất. E8 Năm 20 07, nhà vật lí (và đôi khilà nhà lướt ván) Garrett Lisi đã làmmưa làm gió trên các báo với một lí thuyết cókhả năng là lí thuyết của tất cả. Sự