Teorie všeho
Teorie všeho je ve fyzice i obecněji používaný pojem pro teorie, které by do jediného konzistentního rámce zahrnuly zákony pro všechny základní interakce, a to na všech úrovních a škálách organizace hmoty. V užším významu tak bývá někdy označována také jednotná teorie pole, o jejíž nalezení v posledních třiceti letech života usiloval Albert Einstein i jiní badatelé. Teorie všeho by měla především poskytnout syntézu kvantové mechaniky a obecné relativity. Výsledkem by měla být teorie kvantové gravitace. Jak říkal známý a významný fyzik Stephen Hawking, který na teorii všeho pracoval desítky let: „Teorie všeho by měla pomocí jednotných zákonů popisovat chování subatomárních částic i kup galaxií.“
Kandidáti na teorii všeho
Nejznámějším kandidátem na teorii kvantové gravitace je M-teorie (teorie superstrun, teorie d-brán). Pociťovanými nedostatky M-teorie jsou doposud velmi neostré formulace principů, mnohoznačné předpovědi, matematická složitost a slabý vztah k experimentu. Také hodnoty 19 parametrů standardního modelu částicové fyziky M-teorie neurčuje a jsou dány pouze empiricky. Nejde tedy dosud o teorii v pravém slova smyslu a písmeno "M" v názvu M-teorie bývá ironicky tlumočeno též jako "Murky" (temná, mlhavá). Jiné a poněkud konkrétnější verze teorie kvantové gravitace jsou známé pod názvem smyčková kvantová gravitace, teorie spinových sítí, teorie spinové pěny atd.
I když bývají zmíněné teorie často stavěny do konkurenčního protikladu, lze rozpoznat společné základní rysy. Dominuje zejména společný předpoklad, že přirozený fyzikální prostor není tvořen body (útvary dimenze nula), nýbrž složitějšími jedno- či vícerozměrnými útvary. Hlavním smyslem tohoto předpokladu je odstranit singularity, nekonečna, divergence a nepřirozené geometrické nespojitosti z teorie. Tato myšlenka není nová a je vtělena již v projektivní geometrii, liniové geometrii Julia Plückera, nebo geometriích Cayleyova-Kleinova typu, známých od konce 19. století. Např. v posledně jmenované geometrii je fundamentální objekt tvořen obecnou komplexní kvadrikou (kuželosečkou), zatímco body, přímky a kuželosečky jsou chápány jako určité speciální (a singulární) případy, sestrojené z fundamentálního objektu.
Základní arénou obecné teorie relativity je Riemannova geometrie, vybavená metrickou strukturou (s obecně nenulovým tenzorem křivosti). Základní arénou kvantové mechaniky je geometrie komplexního Hilbertova prostoru, vybavená pravděpodobnostní strukturou. Hledání teorie všeho lze chápat jako objevování takové geometrie, která je svorníkem obou těchto zdánlivě neslučitelných geometrií. Názory autorů na možnosti a vlastnosti takové teorie všeho se doposud velmi liší.
Existují též novější syntetizující teorie s určitými ambicemi teorie všeho, které za základ kladou poněkud odlišná východiska, metodologii a cíle. Předpoklad univerzální role zákonů teorie pravděpodobnosti a informační geometrie je základem pro informační fyziku.
Odkazy
Literatura
- Brian Greene: Elegantní vesmír. Superstruny, skryté rozměry a hledání finální teorie, Mladá fronta, Praha 2001, ISBN 80-204-0882-7
- Brian Greene: Struktura vesmíru - Čas, prostor a povaha reality, Paseka, Praha- Litomyšl 2006, ISBN 80-7185-720-3
- Stephen Hawking, Vesmír v kostce, ISBN 80-7203-421-9
- Michio Kaku: Dále než Einstein. Hledání teorie vesmíru
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu teorie všeho na Wikimedia Commons - Za hranicemi prostoru a času
- Four radical routes to a theory of everything (anglicky)
- You are made of space-time (anglicky)
- Knowing the mind of God: Seven theories of everything (přehled kandidátů na teorii všeho; NewScientist, 4.3.2010) (anglicky)
