Theory of Everything

Sebuah Theory of Everything atau Unifikasi Fisika adalah seperangkat teori yang menjelaskan hukum dasar alam semesta.

Berdasarkan kelengkungan ruang-waktu yang ditemukan oleh Einstein pada 1910-an, Model Ruang Angkasa memperluas Relativitas Umum ke semua komponen alam semesta. Ini memecahkan hingga 50 teka-teki Fisika Modern. Oleh karena itu, kita bisa menyebut Model Waktu Angkasa "Theory of Everything". Selain itu, Teori Unifikasi Fisika ini sepenuhnya kompatibel dengan eksperimen terbaru.

Sebuah teori tentang segala sesuatu (ToE) adalah masalah yang belum terpecahkan. Dan jika ditemukan, itu akan menyajikan teori fisika tunggal yang hipotetis, mencakup semua, koheren yang menjelaskan dan menghubungkan semua teori di alam semesta. Ini adalah teori akhir, akhir, atau master.

Banyak dekade yang telah berlalu sejak fisikawan menyadari bahwa teori mekanika kuantum dan gravitasi tidak sesuai. Karena itu kombinasi kedua keduanya tetap belum terpecahkan. Dalam beberapa dekade terakhir, para peneliti telah mengejar masalah ini dalam teori string dan gravitasi kuantum loop. Namun, praktisi mereka menganggapnya tidak sesuai.

Einstein

Pada tahun 1915, Einstein menemukan Teori Relativitas Umum. Menurut Einstein, ruang dan waktu tidak terpisah dan entitas independen. Sebaliknya, mereka hanya berbeda arah dalam satu objek yang disebut ruang-waktu. Apalagi waktu ruang ini melengkung dan melengkung oleh materi dan energi di dalamnya. Untuk memahami hal ini, perhatikan selembar karet, dengan berat ditempatkan di atasnya, untuk mewakili bintang. Bobot akan membentuk depresi pada karet dan akan menyebabkan lapisan di dekat bintang membengkokkan, daripada tetap rata. Jika seseorang sekarang menggulung kelereng di atas lembaran karet, jalan mereka akan membungkuk, bukan garis lurus.

Pada tahun 1919, ekspedisi Inggris ke Afrika Barat mengamati cahaya dari bintang-bintang yang jauh. Cahaya ini melintas di dekat Matahari saat terjadi gerhana. Jadi, mereka menemukan bahwa gambar bintang sedikit bergeser dari posisi reguler mereka. Ini menunjukkan bahwa jalan cahaya dari bintang-bintang telah ditekuk oleh ruang melengkung-waktu di dekat Matahari. Relativitas Umum dikonfirmasi.

Mengapa Kita Membutuhkan Teori Segala Segalanya?

Saat ini, dua pilar besar fisika adalah Relativitas Umum dan Mekanika Kuantum. Relativitas Umum menggambarkan perilaku objek proporsi kosmologis, sementara Mekanika Kuantum menggambarkan objek pada skala atom. Kedua teori ini bekerja dengan sangat baik di domain masing-masing dan tidak bertentangan dengan eksperimen yang dilakukan sampai saat ini.

Namun, ada fenomena di alam semesta yang membutuhkan perhatian kedua teori tersebut. Sebagai contoh, singularitas lubang hitam membutuhkan Relativitas Umum untuk medan gravitasi lubang hitam yang besar dan Mekanika Kuantum untuk ruang kecil tempat ia tinggal. Ketika kedua teori ini bersatu, untuk penyatuan fisika, mereka menjadi kacau dan menghasilkan jawaban yang tidak masuk akal seperti tak terhingga. Asumsinya terurai, seperti yang Anda katakan dengan benar.

Agak aneh bahwa dua teori, yang menggambarkan kejadian di alam semesta yang sama, seharusnya tidak sesuai satu sama lain. Bagaimanapun, alam semesta bekerja. Alam semesta tidak rusak. Teori kita setidaknya harus memenuhi standar yang sama. Fakta bahwa mereka tidak berarti kita belum mengerti apa yang sedang terjadi. Kita harus melihat lebih dalam.

Jadi untuk menjawab pertanyaan ini, kita mencari teori terpadu (unification of Physics) sebagian karena kita tidak puas dengan teori kita saat ini. Dan sebagian karena kita ingin membuat segalanya lebih sederhana. Sejarah penemuan ilmiah telah berulang kali menunjukkan bahwa hukum alam cukup sederhana pada intinya. Hal-hal yang sering tampak rumit karena kita belum memiliki cerita lengkapnya. Begitu kami mengumpulkan semua potongan puzzle, kami akan mulai menyusunnya. Mungkin ada teori yang menyatukan semua hal yang kita ketahui, dan itu akan sederhana dan elegan. Dan karenanya, kita mendapatkan Teori Unifikasi Fisika.

Kemungkinan Penyatuan Fisika

Menemukan sebuah teori tentang segala sesuatu akan menjadi pencapaian yang mengejutkan, akhirnya memahami semua hal aneh dan indah di alam semesta kita. Banyak fisikawan setuju bahwa seseorang hanya sekitar sudut. Hawking telah menjadi salah satu dari banyak fisikawan yang mencoba membuat "theory of everything" untuk menjelaskan segala hal tentang alam semesta kita. Dia mengikuti jejak Albert Einstein, yang mencoba dan gagal merancang pendekatan semacam itu.

Stephen Hawking terkenal menyatakan bahwa "theory of everything" (atau penyatuan fisika) ada di cakrawala, dengan peluang 50 persen selesai pada tahun 2000. Sekarang tahun 2010, dan masih belum ada teori semacam itu. Tapi menurutnya, mungkin tidak ada teori akhir yang bisa ditemukan. Tidak penting; dia bisa menjelaskan teka-teki keberadaan tanpa itu.

Teori String

Tujuan Teori String adalah untuk mendamaikan relativitas umum (gravitasi) dengan fisika kuantum . Sambungan baru (supersimetri) ada di antara dua jenis partikel, boson, dan fermion yang berbeda secara mendasar. Tak ketinggalan adanya dimensi ekstra tak teramati lainnya ke alam semesta.

Pada awal 1990an, teori string sedang berjuang dengan keragaman teori dan pendekatan yang berbeda. Alih-alih satu teori tentang semuanya, ada lima teori. Dimulai pada tahun 1994, para fisikawan menyadari bahwa, pada energi rendah, beberapa teori ini "dual" bagi orang lain. Ini berarti transformasi matematis membuat satu teori terlihat serupa dengan yang lain, menunjukkan bahwa mereka mungkin hanya menjadi dua deskripsi tentang hal yang sama. Kemudian, para ilmuwan menunjukkan satu teori string sebagai supergravitasi ganda sampai 11 dimensi. Jadi, teori yang menggambarkan tidak hanya senar tapi juga membran. Banyak ilmuwan percaya bahwa teori supergravitasi ini adalah bagian dari yang paling akhir. Teori ini adalah "teori-M", yang semua teori string berbeda memberi kita gambaran sekilas.

Teori string adalah teori dingin tentang segala hal. Ini berarti menggambarkan segala sesuatu di alam semesta yang dingin, seperti ruang AdS yang datar. Alam semesta kita tidak dingin, itu termal, dan akan tetap termal karena kita memiliki konstanta kosmologis. Teori string termal belum dirumuskan. Jadi kita tidak bisa menggambarkan alam semesta kita dulu, tapi kita bisa menjelaskan alam semesta yang dingin dengan baik.

Kondisi konsistensi pada teori string membuatnya cukup jelas bahwa mungkin tidak ada teori lain yang sesuai dengan mekanika kuantum, Relativitas Umum, dan prinsip holografik. Ini berarti kita sudah tahu banyak tentang bagaimana teori dari segala sesuatu.