¿Por qué necesitamos una teoría para todo?

Actualmente, los dos grandes pilares de la física son la relatividad general y la mecánica cuántica. La relatividad general describe el comportamiento de los objetos de proporción cosmológica, mientras que la mecánica cuántica describe los objetos en la escala atómica. Estas dos teorías funcionan maravillosamente en sus respectivos dominios, y no han contradicho ningún experimento realizado hasta la fecha.

Sin embargo, hay fenómenos en el universo que requieren la atención de ambas teorías. Por ejemplo, la sigularidad de un agujero negro requiere tanto la Relatividad general para el campo gravitacional masivo del agujero negro como la Mecánica cuántica para el espacio infinitesimal en el que ocupa. Cuando estas dos teorías se juntan, se vuelven locas y producen respuestas sin sentido como el infinito. Las teorías se rompen, como usted señaló correctamente.

Es bastante curioso que dos teorías, que describen eventos en el mismo universo, sean incompatibles entre sí. Después de todo, el universo funciona. El universo no se rompe. Nuestras teorías al menos deberían cumplir con los mismos estándares. El hecho de que no lo hagan significa que todavía tenemos que entender lo que realmente está sucediendo. Tenemos que mirar más profundo.

Entonces, para responder a su pregunta, buscamos teorías unificadas en parte porque no estamos satisfechos con las actuales y en parte porque queremos simplificar las cosas. La historia del descubrimiento científico ha demostrado una y otra vez que las leyes de la naturaleza son en realidad bastante simples en su núcleo. Las cosas a menudo parecen complejas porque todavía no tenemos la historia completa. Una vez que reunimos todas las piezas del rompecabezas, comenzaremos a juntarlas. Podría haber una teoría que une todo lo que sabemos, y sería simple y elegante. Uno podría derivar todo el universo de él. ¿Qué logro sería ese?

Odio la noción de TOE. Todas las respuestas a continuación son buenas, y las he votado. Pero creo que se pierde el punto (TOE).

Imagine que es un zapatero con un sistema infalible para juzgar la necesidad de calzado de un cliente. Con una precisión infalible, puede juzgar la altura, el peso, la marcha, el sentido de la moda y el propósito (senderismo, baile, lo que sea) y entregar el zapato perfecto. No ‘zapatos’. Zapato. Solo pie derecho.

SIN EMBARGO tienes otro sistema perfecto para equipar el programa de la izquierda. Mismo criterio, mismo propósito (senderismo, etc.)

El cliente se va feliz. Ka-ching $$$.

Mientras tanto, usted el zapatero es:
1) contento de tener un cliente satisfecho y no preguntar por qué necesita diferentes sistemas infalibles para adaptarse a los pies izquierdo y derecho
2) preguntándose por qué necesita dos sistemas diferentes, pero igualmente efectivos, de ajuste de zapatos.

Si estás en la Clase 1, no necesitas una explicación TOE.

¿Clase 2? Estás buscando TOE.

Imagine nuestro universo que actualmente está flotando en dos diferentes pero sorprendentes reglas de física.

Los humanos siempre quieren vivir una vida sin límites absolutamente gratis en su universo. Creo que siempre quieres resolver todo el ejercicio que rige por la misma fórmula.

Por un lado, tiene RELATIVIDAD GENERAL (macro mundo) que dice cómo y por qué los planetas orbitan alrededor de las estrellas y cómo esas estrellas orbitan alrededor de la Vía Láctea, todas las predisposiciones de la relatividad se pueden probar con solo ver el universo con un telescopio.

mientras que, por otro lado, tiene MECÁNICA QUANTUM (micro mundo) que cuenta un mundo de pequeñas, matemáticas de atomos, quarks y sus interacciones.

Cada vez que tratamos de entrar de uno a otro, todo se siente choático, incluso las posiciones y la velocidad que examinamos en probabilidades.

Muchos físicos creen que debe ser un método que une a estos DOS .

hagamos un breve recorrido por el agujero negro, un estado de densidad masiva ( teoría general de la relatividad), mientras que la gravedad ha colapsado toda la masa en el punto, singularidad ( teoría cuántica ). Ahora, ¿qué cantidad deberíamos explicar? Es exactamente como una ciudad de dos policías de tránsito.

Un contendiente afirma una teoría ” Teoría de cuerdas o Teoría M , una teoría de una cuerda sin partículas. Todavía está abriendo la puerta de la CIENCIA FICCIÓN.

Gracias por el A2A.
Tanto la mecánica cuántica como la relatividad general son teorías exitosas. Sin embargo, las dos teorías se contradicen entre sí. Hay áreas que requieren la aplicación de ambas teorías. Pero debido a su naturaleza contradictoria, los problemas no se resuelven cuando las dos teorías se usan simultáneamente.
Esto requiere la creación de una nueva teoría, la teoría de todo. Dicha teoría idealmente resolvería todos los misterios, como el origen del Big Bang y los agujeros negros e incluso universos paralelos, etc. Una teoría única que nos ayuda a responder todas las preguntas en todos los marcos de referencias / dominios.
Personalmente, no creo que tal teoría pueda proponerse con éxito en el nuevo futuro.

La teoría de todo es solo un sustituto cuando las dos principales teorías:
Teoría general de la relatividad
Teoría del campo cuántico
tomados en conjunto, no pueden desbloquear los audaces misterios. Como ambas teorías son altamente específicas del dominio. Su trabajo simultáneo no produce un buen producto.
Y después de todo, siguen siendo las teorías, no la ley.
Entonces, la teoría de todo sigue siendo hipotética y no es el final.

En Física, siempre estamos tratando de desarrollar teorías para comprender mejor la naturaleza. Partimos de la ley de Newton (digamos) y hemos llegado a teorías muy complicadas, como la teoría de cuerdas, etc. En un esfuerzo por llegar al nivel más básico, hemos llegado al punto en que se requiere una teoría de todo para ir a un nivel aún más fundamental. Es posible que nunca logremos una comprensión “completa” (en realidad no podemos según un teorema en matemáticas) pero la búsqueda continúa y continuará. Esta podría ser la parte aburrida para el público en general, pero esto es lo que entusiasma a los científicos.

Nuevamente, la respuesta corta a su pregunta es “comprender mejor la naturaleza”.

Hola, gracias por AtoA. Las teorías son los pensamientos que han demostrado algún fenómeno que ocurre frente a nosotros en la naturaleza. Cualquier pensamiento no puede ser una teoría a menos que se demuestre que ha explicado un fenómeno particular.
Estas teorías son necesarias o mejor, usted dice que son útiles para encontrar la razón exacta de la ocurrencia de un fenómeno, a medida que más y más pensamientos sobre una teoría se perfeccionan y un día obtenemos el resultado exacto. Puede tomar un ejemplo simple de la estructura del átomo: existen diferentes teorías sobre él que comenzaron desde Dalton, seguidas de Neil bohr, Rutherford, etc., y después de muchas teorías, quedamos satisfechos con una teoría que explica todas las cosas relacionadas con el modelo atómico.

Para aumentar nuestro potencial de supervivencia. A medida que aumenta la comprensión del universo de las humanidades, la sabiduría para crear mejores resultados para nosotros aumenta nuestro potencial de supervivencia. Ahora, entendemos que la roca en la que vivimos está condenada junto con el sistema solar. Si queremos sobrevivir, debemos salir de esta roca. Entre ahora y entonces, podemos vivir mejor. También necesitamos una constitución mundial para evitar la guerra. Entonces, las armas nucleares pueden ayudar a incitarnos a hacer esto. Podemos observar los procesos naturales para ayudar a formar el orden mundial más complejo. Es solo la arrogancia humana lo que sugiere o los valores serán recompensados ​​con la supervivencia en la naturaleza. La naturaleza ha matado a todas las demás sociedades con ese pensamiento.

Hay dos ramas de la física que no son compatibles entre sí:

Relatividad general y mecánica cuántica.

Lo macroscópico y lo microscópico.

La teoría de todo es realmente un intento de conciliar estos dos, no tanto explicando los agujeros negros per se.

Cada uno funciona muy bien en su propio dominio, pero hay una brecha entre ellos. No hay una secuencia clara que conduzca lógicamente de uno a otro.

Como ambos obviamente describen muy bien el mundo en el que vivimos, sería bueno saber cuál es el ‘eslabón perdido’. En definitiva, para una mejor comprensión de cómo funciona todo.

Podemos tener numerosas leyes para explicar diferentes fenómenos en el universo conocido. Pero todavía hay fenómenos de los cuales tenemos conocimiento cero (Múltiples dimensiones del universo, Singularidad, universos paralelos, etc.) La teoría de todo, que los físicos están buscando, no solo explica los fenómenos anteriores, sino que también explica por qué las leyes universales son lo que son
Y en segundo lugar, ¿no crees que a nuestros estudiantes les resulta difícil recordar decenas de leyes? ¡La teoría de todo resolverá el asunto! 😀

Simplemente hablando (para hacerte entender)
Mañana no estarás en este mundo
Pero aún así tus nietos estarían leyendo tus inventos y agradeciéndote.
Ese es el poder de la teoría.
La teoría es la columna vertebral de la práctica.
Sin embargo, la comunicación oral no dura ni un segundo


Creo que es básicamente una cuestión de honestidad. Podemos usar estas teorías para hacer predicciones útiles, por lo que eso significa que hay algo de verdad en cada una de ellas (y hay una gran cantidad de trabajos que dependen de procesos y conceptos vinculados a estas teorías). Pero entran en conflicto, lo que nos dice que hay algo mal con cada uno de ellos. Entonces, si nos inclinamos a ser honestos, no podemos tomarlos en serio.

Por supuesto, dado que hay una gran cantidad de personas involucradas, cada una tendrá sus propias motivaciones y enfoques. Y eso también significa que probablemente no deberíamos pensar en este tipo de impulso como una “necesidad universal”. Para algunos, por ejemplo, esto podría considerarse como una “mina de oro” sin explotar que eventualmente los enriquecerá a ellos o a sus descendientes (o que ya lo está haciendo). Para otros, es pura tontería y tienen problemas mucho más prácticos con los que lidiar. Para algunos, es un horror esperar que suceda y prefieren que la gente haga cualquier cosa antes que pensar en tales problemas.

Mientras tanto, también es probable que un buen número de personas tenga hipótesis sobre varios aspectos de cómo se relacionan estas teorías. Y estos enfoques habrán tenido diversos grados de éxito, en el sentido de tratar con asuntos que son importantes para esas personas. Entonces, en otro sentido, solo estamos esperando ver cómo se expresan estas ideas. O no, dependiendo de nuestras propias prioridades.

En realidad, no necesitamos una teoría para nada. Tener una teoría es como rascarse una picazón. Desde el momento en que los humanos comenzaron a hablar de manera abstracta (quizás hace 50,000 años) hasta aproximadamente 3 o 4 mil años antes del presente, los humanos lograron sobrevivir y, a veces, prosperar, sin una teoría. Los humanos son abstraccionistas, pero uno puede ser abstracto sin una teoría integral.

Parece ser la naturaleza humana que buscamos explicar todo lo que vemos. A las explicaciones teóricas de lo que vemos cuando observamos los efectos de Black Holes y Big Bang les falta un enlace o enlaces y, por lo tanto, la explicación de uno no puede explicar los efectos que vemos en el otro. Si bien se han publicado varios intentos de una teoría de todo, (la más notable es la teoría de cuerdas) todavía no ha habido ninguna teoría que satisfaga matemáticamente o demostrablemente todo. Además de la gravedad, lo que parece que descubrimos o teorizamos de lo que observamos (o intentamos explicar) más recientemente (en mecánica cuántica el Bosón, etc. y en la materia oscura de la Relatividad General, etc.) quizás nos aleje más de un verdadero Teoría unificada de todo. No nos rendiremos. Es nuestra naturaleza intentar encontrar una explicación adecuada para todo.

Solo quiero agregar que los pasos finales que conducen a la tan buscada Teoría de la Gran Unificación (la “teoría de todo”) pueden no encontrarse en nuestras vidas o posiblemente nunca. Los relatos que relatan la Relatividad general y la Mecánica cuántica son tan diametralmente sorprendentes que reconciliarlos de manera plausible es una gravedad de orden muy alto como la mosca en la pomada. Bien puede ser que en nuestro universo 2 + 2 = 4 y, simultáneamente, 5 según el día de la semana (o, más exactamente, la perspectiva del observador). Esto es problemático para la ciencia que ama el orden, pero puede ser tal como es.

Para ver la opinión de Freeman Dyson, ver:

Por qué la búsqueda de una teoría unificada puede llegar a ser un sueño imposible | The Curious Wavefunction, Red de blogs Scientific American

Porque tenemos una curiosidad intelectual insaciable. Una de las cosas hermosas de los humanos, aunque no nos da un respiro.