Größten Geheimnisse: Gibt es eine Theorie von allem?

Anmerkung der Redaktion: Baten wir mehrere Wissenschaftler aus verschiedenen
Felder, was sie dachten, waren die größten Geheimnisse heute, und dann werden wir
ein paar, die auch in unseren Köpfen wurden hinzugefügt. Dieser Artikel ist eine von 15 in
LiveScience des "Größten Geheimnisse" Serie läuft jeden Wochentag.

Antike
Philosophen dachte, Wind, Wasser, Feuer und Erde waren die grundlegendsten Elemente
des Kosmos aber die Studie des kleinen ist inzwischen erwachsen geworden. Physiker
weiterhin das bekannte Universum in Teilchen zu beschreiben, alles vom schnitzen
Magnetismus, woraus Atome bestehen und wie sie stabil bleiben.

Noch auffällig
Ähnlichkeiten in der Welt der Quantenmechanik, wie die Studie von Partikeln und
Ihre Kräfte bekannt ist, führte zu einem der wichtigsten Fragen in der modernen
Wissenschaft: gibt es eine einzige Theorie, die alles beschreiben kann?

"Wir
verstehen Sie viel über das Universum bis zu den ersten einige energetische Mikrosekunden,
aber früher, als dass unsere Physik brechen, "sagte Mark Jackson, ein
theoretischer Physiker am Fermilab in Batavia, Illinois. "Aber diese erste
Momente sind, wo die wirklich interessante Dinge geschehen."

Wenn eine Theorie
können entworfen werden, um die unglaubliche Energien des frühen Universums als zu widerstehen
sowie zu integrieren
Schwerkraft, Jackson sagte, dann könnte eine universelle Theorie der Physik werden eine
Realität.

Standard
Frustration

Die
"Standardmodell" der Physik als unendlich Punkte Ansichten Partikel,
einige davon tragen Grundkräfte. Trotz der Tatsache, die es nicht enthalten
Schwerkraft und wird Kauderwelsch bei hohen Energien, die bewährte Theorie ist die
besten Werkzeug Wissenschaftler haben für Physik zu erklären.

"Sie
Leute beschweren sich darüber, wie gut das Standardmodell, hören", sagte Michael
Turner, ein Astrophysiker an der University of Chicago. "Es ist eine unvollständige
Modell, und wir können noch nicht finden
Fehler in ihm."

Turner
erklärt, dass ein Masse-induzierende Teilchen, genannt das Higgs-Boson zu entdecken,
bleibt die nächste große Bewährungsprobe für das Standardmodell. Wenn entdeckt, die schweren
Partikel würde definitiv zeigen, dass Eigenschaften wie Elektromagnetismus und
Radioaktivität sind wirklich unterschiedliche Facetten von der gleichen Kraft.

"Es hat
Das Wunder, das uns erlaubt, sie miteinander zu kombinieren,"Turner sagte über die
Higgs, die eines Tages in der Zusammenstöße von Teilchenbeschleunigern gefunden werden kann
Diese "Zurückspulen" sind wichtig für die intensiven Energien des frühen Universums.

Bespannung
in der Schwerkraft

Die
Sturheit des Standardmodells ist zu viel für einige Physiker gewesen,
führt jedoch zu neuen Theorien, die Schwerkraft und arbeite bei extrem
hohen Energien.

Vielleicht die
die meisten von ihnen popularisiert alles ist Zeichenfolge
Theorie, die Partikel als Energiestränge schwingen mit beschreibt
unterschiedlichen "Frequenzen". Die punktförmigen Natur erklären
Partikel, hält die String-Theorie, dass Zeichenfolgen in 10 oder 11 eingewickelt sind
Abmessungen – sechs bis sieben mehr als derzeit erkannt werden.

Die Idee ist
ähnlich wie ein Gebäude aus der Ferne betrachten. Bei großen Entfernungen es sieht aus wie ein
Punkt, sondern Annäherung scheint es flach und schließlich als ein dreidimensionales
Struktur. Innerhalb des Gebäudes gewickelt sind extra-Dimensionen kleiner geworden
und kleinere: Rohre, und Ecken und Winkel in den Rohren, die Zwischenräume
die Ecken und Ritzen und So weiter.

Die Unfähigkeit
bisher für String ist Theorie bis zu beweisen, dass 11 winzige Dimensionen vorhanden einen Komplex
für viele aber Jackson denkt einige Zeichenfolgen können gestreckt werden können, über die
Universum in "Superstrings"--sind groß genug, um heute im Raum zu erkennen.

Trotz
eine derzeitige Mangel eines solchen Nachweises, Jackson ist zuversichtlich, dass die String-Theorie wird
das Unwetter.

"Es hat
kaum vorstellbar, dass das Universum zwei verschiedene Sätze von Regeln für die Physik hat.
Wenn schaltet es eins aus und die andere?" Jackson begründete.
"Wir wissen es ist Quantenmechanik und wir wissen, es ist die Schwerkraft, also es
scheint, es sollte eine allgemeine Theorie. Ich wette meine Karriere, hat es
String-Theorie."

Supersymmetrische
Suche

Fermilab
Kosmologe Scott Dodelson auch findet eine einheitliche Theorie logisch, aber nicht
denke, dass eine große Abweichung vom Standardmodell erforderlich ist, um eine zaubern.

"Es
sind im Wesentlichen zwei Ansätze; einer ist der Bottom-Up, die Daten stattfindet und
Befestigungsteile einer Theorie zu machen, eleganter,"sagte Fermilab
Kosmologe Scott Dodelson. "Der andere Ansatz ist Top-Down, beginnend mit
eine elegante Theorie und hinarbeiten auf die Daten. Meine Chips sind auf der Bottom-up
Menschen wollen nach unten und schmutzig mit Daten zu erhalten."

In beiden
Fall, Physiker, Theoretiker und Kosmologen gleichermaßen warten hochenergetische
Experimente wie der Large Hadron Collider (LHC) in Europa, online zu gehen.
Sie hoffen, nicht nur das Higgs im Gefolge der zusammenstoßenden Teilchen zu finden,
aber auch Partikel
"Super-Partner", die Dodelson als das Übergewicht beschrieben,
versteckte Vettern der vertrauter Elektronen, Neutrinos und dergleichen.

"sie sind
zu schwer, um so weit gesehen worden"Dodelson sagte, fügte hinzu, dass die
intensiven Energien LHC-ähnliche Maschinen möglicherweise genug, um sie zu "pop
aus"der zusammenstoßenden Teilchen. Wenn ja, das Geheimnis der dunklen
Materie (ein Großteil des Universums fehlende Masse) könnte gelöst werden, zusätzlich zu
erstellen eine gewaltige Standardmodell der Physik.

"Wir
kann schließlich den "Mantel" der dunklen Materie zu durchbohren und erkennen supersymmetrischen
Partikel im Labor,"sagte Dodelson. "Es würde ein ganzes neu eingeführt
Klasse von Partikeln und erstellen Sie ein neues standard-Modell. "

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