نظرية كل شيء

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

نظرية كل شيء





نظرية كل شيء (بالإنجليزية: Theory of everything) أو اختصاراً TOE أو معادلة الكون (بالألمانية: Weltformel) تشكل وصفاً شمولياً للمادة في الفيزياء النظرية، من المفترض أنها قادرة على تفسير جميع الظواهر الفيزيائية بشكل كامل وتفسر جميع المؤثرات الفيزيائية (أي كل شيء) ولا يزال البحث جارياً لمحاولة صياغتها. ومن المفترض أنها سوف تربط بين القوى الأربعة المعروفة التي تتحكم في تبادل القوى بين جميع الجسيمات المعروفة وغير المعروفة (مثل المادة المظلمة). الأربعة قوى المعروفة حتى الآن هي: القوة النووية الشديدة، تآثر كهرومغناطيسي، القوة الضعيفة، وقوة الجاذبية.

كان المصطلح يستخدم في البداية لوصف بعض النظريات العامة بطريقة ساخرة على أنها نظرية لكل شيء لعموميتها الواسعة. ومع مرور الوقت ترسخ استخدام المصطلح بطريقة علمية مع فيزياء الكم لوصف النظرية التي تستطيع ربط أو توحيد النظريات المعروفة التي تصف التفاعلات الأساسية الأربعة في الطبيعة (قوة نووية قوية، قوة نووية ضعيفة، قوة كهرومغناطيسية، الجاذبية). أحد المقتنعين في العصر الحديث بإمكانية التوصل لهذه النظرية هو الفيزيائي ستيفن هوكينغ. وقد بحث فيها إروين شرودنغر وفرنر هايزنبرج ولكنهما لم يصلان إليها، ولا يزال البحث جارياً عنها بين الفيزيائيين النظريين.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

اصطدام بروتونان في مصادم الهدرونات الكبير . ينتج عنه جسيمات أولية كثيرة ، بعضها خفيف والبعض الآخر أكبر من البروتونين المتصادمين ، بسبب تحول جزء من الطاقة إلى مادة.

يذكر أن العالم الألماني الشهير ألبرت أينشتاين وكثير من العلماء الآخرين مثل هايزنبرج قد أضاعوا وقتاً طويلا من عمرهم في التوصل لمثل هذه النظرية ولكن دون جدوى.

تسمى تلك النظرية الجاري عنها البحث الآن أحياناً بنظرية التوحيد العظمى، وتُعنى بتوحيد جميع النظريات الفيزيائية المعروفة، وصياغتها في معادلة واحدة.





الفيزياء الحديثة



في الفيزياء الحالية السائدة, نظرية كل شيء هي محاولة لتوحيد القوى الأساسية الأربعة الموجودة في الطبيعة: الثقالة, و القوة النووية القوية, و القوة النووية الضعيفة, و القوة الكهرومغناطيسية. بما أن القوة الضعيفة لها القدرة على تغيير الجسيمات الأولية من شكل لآخر, سينبغي على نظرية كل شيء بأن تعطينا فهما عميقا للعلاقات الموجودة بين جميع الجسيمات المختلفة، يمثل الشكل التالي الهيئة المتوقعة للنظريات السابقة ، والمشكلة الكبرى التي تواجه العلماء هي اشراك قوة الجاذبية مع هذه القوى من أجل صياغة معادلة التوحيد  :

نظرية كل شيء

جاذبية

قوة كهرونووية (GUT)

قوة شديدة su(3)

قوة كهروضعيفة su(2) x u(1)

قوة ضعيفة su(2)

كهرومغناطيسية u(1)

قوة كهربائية

قوة مغناطيسية

و زيادةً على القوى التي تم ذكرها, هناك قوى أخرى يفترضها علم الكون الحديث وهي: القوة التضخمية, و الطاقة المظلمة, و المادة المظلمة. هذه القوى تحدث بين الجسيمات الأولية، لكنها خارجة عن مخطط نظرية النموذج العياري، فهذه القوى لم يثبت وجودها حتى الآن، إلا أن هناك نظريات بديلة تقوم بإدخالها في معادلاتها الرياضياتية مثل: تحريك نيوتن المعدل modified Newtonian dynamics.