ANALI

Pripremio: Prof. dr Branislav Čabrić

Teorija svega

Najave kraja fizike

Od najstarijih vremena ljudi su imali poriv da veliko bogatstvo različitih fenomena iz prirode, koje su direktno ili indirektno uočavali, dočaraju preko malog broja teorijskih koncepata i da grade „jedinstvenu sliku“ sveta. Univerzalnost tih koncepata, kao i njihov mali broj, označili su začetke koncepta teorije svega (TOE), koja bi na izvestan način predstavljala najavu „kraja fizike“
(str. 43 u http://www.ogranak.sanu.ac.rs/PDFVidi.aspx?arg=25 ) .

Kraj fizike, šta god da je to značilo u datom momentu, najavljivan je više puta, ponekad i od vrlo eminentnih naučnika. U svome čuvenom obraćanju Britanskom kraljevskom društvu (akademiji nauka) 27. aprila 1900. godine, njegov predsednik, čuveni fizičar Lord Kelvin ( Thomson , William, 1st Baron Kelvin, 1824-1907 ) ističe „lepotu i jasnoću dinamičke teorije“ i konstatuje da je konačno Njutnova fizika proširena i da obuhvata celu fiziku, uključujući toplotu i svetlost. U osnovi, sve što bi moglo da se sazna bar je u principu već poznato.

Stiven Hoking iz filma „Teorija svega”

Izgledalo je da Njutnova ( Newton, Sir Isaac, 1642-1727 ) i Maksvelova ( Maxwell , James Clerk, 1831-1879 ) teorija mogu da objasne svaki fenomen u celom svemiru. Doduše, pomenuo je „dva mala crna oblaka“ na horizontu klasične fizike: nemogućnost opisa zračenja crnog tela i neuspeh određivanja kretanja kroz etar. Ova dva mala crna oblaka su prerasla u oluju koja je nepovratno menjala osnovne koncepte fizike, načine proračuna i interpretacije rezultata opažanja, kao i bazične predstave o strukturi fizičke realnosti. Kada se „oluja“ stišala, fizika je postala bogatija za dva monumentalna oslonca: kvantnu mehaniku i teoriju relativnosti. U ovom slučaju, dva fenomena koja su š trčala iz velelepne zgrade fizike s kraja 19. veka, dovela su do otkrića novih, tada neslućenih bazičnih principa koji određuju zakonitosti našeg sveta i iskazuju se u punoj meri u fizici mikrosveta i procesa na vrlo velikim brzinama (brzina svetlosti i njoj bliske brzine).

Šta drži čestice u atomskom jezgru?

Krajem treće decenije 20. veka izgledalo je da je razumevanje i opis fundamenata strukture prostor-vremena i materije skoro završeno. Posle specijalne, formulisana je i opšta teorija relativnosti, koja je posle svega nekoliko godina uspešno potvrđena neposrednim opažanjem skretanja svetlosti u gravitacionom polju Sunca. Kvantna teorija je uspešno objasnila atomske spektre i elektronske orbitale. Otkriće neutrona je objasnilo izotope atomskih jezgara. Osnovni elementi koji grade celokupnu poznatu materiju, elektron, proton i neutron, su bili otkriveni. Čuveni fizičar Maks Born ( Born, Max, 1882-1970 ) 1933. godine, pre održavanja VII Solvejske ( Ernest Gaston Joseph Solvay, 1838-1922, belgijski hemičar i industrijalac ) kon ferencije fizike u Briselu, najavljuje: „Fizika kakvu znamo biće završena za šest meseci“.

Savremena uroboros teorija - Teorija svega - kako nauka vidi svemir danas

I ovoga puta su se isticala dva nerešena poblema: šta drži protone i neutrone na okupu u atomskom jezgru i koje su sile odgovorne za alfa, beta i gama raspade? Odgovor na ova i njima sledujuća pitanja je rezultirao grandioznim razvojem fizike u preostalih sedam decenija 20. veka, prvenstveno u sektoru razumevanja i opisa osnovne strukture materije i fundamentalnih interakcija u prirodi. Došlo je do razvoja novih oblasti fizike, nuklearne fizike, a potom fizike elementarnih čestica i polja, odnosno fizike visokih energija. Eksperimentalni uređaji ove oblasti fizike su drastično „rasli“ u kompleksnosti i veličini, a po pravilu su zahtevali razvoj novih, do tada nepoznatih tehnologija.

Veliki hadronski kolajder u CERN-u ima u obimu oko 26 km, a pojedinačni detektori, koji treba da omoguće dalji prodor u tajne mikrosveta, su veličine zgrada 4-5 spratova. Na njima rade međunarodne grupe od po 1000-1500 naučnika
(str. 12 u http://www.ogranak.sanu.ac.rs/PDFVidi.aspx?arg=52 ). U ovom slučaju, kvantna mehanika i specijalna teorija relativnosti nisu dovedene u pitanje u toku razvoja fizike elementarnih čestica i polja; naprotiv, one su potvrđene sa do tada neviđenom preciznošću u fizici, ali je otkriveno veliko bogatstvo novih fenomena u subnuklearnom domenu koji su kvalitativno i kvantitativno vrlo uspešno opisani (str. 19 u . http://www.ogranak.sanu.ac.rs/PDFVidi.aspx?arg=52

Polovični izgledi

Stiven Hoking ( Hawking , Stephen 1942 ), takođe čuveni fizičar, podstaknut napretkom postignutim teorijom supergravitacije 1980. godine prognozirao je da će kompletna teorija, koja ujedinjuje opis svih fundamentalnih interakcija u prirodi, biti nađena do kraja 20. veka. Problemi kvantne teorije supergravitacije inicirali su nove koncepte otelotvorene u teoriji struna, membrana i M-teoriji. Hoking 2004. godine priznaje da je pogrešio u predviđanjima i kaže: „U to vreme, najbolji kandidat je bila N = 8 supergravitacija. Danas izgleda da bi ta teorija mogla da bude aproksimacija fundamentalnije teorije, teorije superstruna. „Ja sam bio optimista u nadi da ćemo rešiti problem do kraja veka. Međutim, ja i dalje verujem da su 50-postotne šanse da ćemo naći kompletnu unificiranu teoriju u sledećih 20 godina“.

Koliko god da postoji mogućnost nalaženja jedinstvene bazične „teorije svega“ - kao što bi Hoking rekao 50% u narednih 20 godina - jasno je da to neće imati nikakve posledice za osnovnu maticu fizike, koja se suočava sa izazovom kvantitativnog opisa konkretnih fizičkih sistema, otkrićem novih konkretnih fenomena složenih fizičkih sistema i primenom tih rezultata na dobrobit čovečanstva. Razmatranje pitanja „da li je na pomolu kraj fizike“ ima jedino smisla u sektoru osnova fizike - osnovnih čestica, fundamentalnih interakcija i njihovog opisa
(str. 14 u http://www.ogranak.sanu.ac.rs/PDFVidi.aspx?arg=52 ).

Prof. dr Branislav Čabrić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"