Теоретичен физик, който споделя Nobel от 2004 г. с откритието на асимптотичната свобода, твърди, че шансовете човечеството да оцелее още 50 години са много малки. David Gross наскоро получи $3 милиона Prêmio Breakthrough Especial за фундаментална физика. Ele е посветил десетилетия на разработването на струнни теории, които се стремят да включат гравитацията в Стандартния модел на физиката на частиците.
Изявлението дойде по време на интервю относно усилията за създаване на единна теория за всички природни сили. Gross подчерта, че основната пречка днес не е в самата наука. Времето, налично на човешкия вид, може да изтече преди всякакви убедителни експериментални тестове.
Trajetória, което доведе до физиката Nobel
Gross започва интереса си към физиката като тийнейджър. Ele получи книга, подписана от Albert Einstein, която се занимаваше с еволюцията на физиката. Подаръкът дойде от член на семейството на Leopold Infeld, сътрудник на Einstein. Четенето го убеди, че математиката, приложена към реалния свят, е по-очарователна от абстрактните пъзели.
Anos по-късно, като постдокторант, той се включва в експерименти, които изстрелват електрони срещу протони при високи енергии. Резултатите показаха точкови частици вътре в протона, които се държаха по неочакван начин. Elas изглеждаше свободен на къси разстояния, което противоречи на идеята, че кварките ще бъдат затворени.
Gross and his collaborators Frank Wilczek and H. David Politzer then developed the concept of asymptotic freedom. The strong force between quarks weakens as they approach each other and strengthens as they move apart. Essa property allowed to build quantum chromodynamics. Работата завърши описанието на силната сила и спомогна за консолидирането на стандартния модел, който обединява силни, слаби и електромагнитни взаимодействия.
Триото получи физиката Nobel през 2004 г. Изчисленията, направени по това време, продължават да се усъвършенстват с нарастваща прецизност на къси разстояния.
Desafio за включване на гравитацията в уравнението
Стандартният модел обяснява добре три от четирите фундаментални сили. Гравитацията, описана от общата теория на относителността на Einstein, остава отделна. If Quando attempts to combine theories at very small scales or very high energies, gravity interferes in a way that is incompatible with quantum equations.
Gross прекара последните няколко десетилетия, фокусирайки се върху струнните теории. Подходите на Essas третират частиците като вибрации на едномерни струни в пространства с допълнителни измерения. Целта е да се опише гравитацията като динамика на пространство-времето на квантово ниво. Въпросите надхвърлят обединението: те засягат природата на самото пространство-време на безкрайно малки разстояния и ранната еволюция на Вселената.
- Стринговете заменят точките на частиците с разширени обекти
- Dimensões компресирани екстри обясняват защо не ги забелязваме
- Теорията предсказва квантовата гравитация естествено
- На Ainda липсват директни тествани прогнози при достъпни енергии
- Experimentos Фючърси в ускорители или космологични наблюдения могат да предоставят улики
Pesquisadores е изправен пред технически трудности при контролирането на изчисленията, когато силите станат силни. Questões относно ограничаването на кварките остава отворен дори след половин век проучвания.
Екзистенциален Risco, който ограничава хоризонта на науката
Gross заяви в интервюто, че в момента посвещава част от времето си на предупреждение за ниската вероятност за колективно оцеляване през следващите десетилетия. Ele цитира оценки от ерата на Guerra Fria за 1% годишен шанс за ядрена война, но счита, че действителният риск днес е по-близо до 2% годишно. С този индекс средното време за оцеляване би било около 35 години.
83-годишният физик не вижда непреодолими научни бариери пред квантовата теория на гравитацията. Най-големият проблем би бил приемствеността на човешката цивилизация. Sem геополитическа стабилност и контрол над ядрените арсенали, крайният срок за експерименти, които потвърждават пълно обединение, може никога да не дойде.
Разговорът се проведе малко след като получи наградата Breakthrough. Gross остава активен в дискусиите относно основите на физиката, докато отразява по-широкия контекст на научната дейност.
Какво би представлявала една обединена теория
Пълното описание на четирите сили би ни позволило да изчислим явления в скалите на Big Bang или вътре в черни дупки. Ela ще отговори как е възникнала Вселената и как пространство-времето се държи в екстремни режими. Hoje, прогнозите на стандартния модел съвпадат с експерименталните данни с впечатляваща точност в много случаи. Включването на гравитацията би променило това на друго ниво.
Така Mesmo, Gross помни, че прогресът зависи от практическите условия. Частиците Aceleradores изискват гигантски ресурси и десетилетия изграждане. Космическият кораб Observatórios и детекторите за гравитационни вълни вече предоставят нови данни, но все още не достигат енергиите, необходими за окончателни тестове на струнните теории.
Работата на Gross е повлияла на поколения физици. Първоначалният принос на Sua позволи изчисляването на ядрени процеси с надеждни квантови инструменти. Настоящата фаза се стреми да разшири това разбиране в тъканта на космоса.
Próximos стъпки в изследването на фундаменталните сили
Laboratórios по целия свят планира надстройки на ускорителя на частици. Propostas включва машини, които работят при по-високи енергии, за да изследват по-малки мащаби. В същото време космолозите анализират космическото микровълново фоново лъчение и широкомащабните структури за индиректни сигнали.
Gross остава оптимист за интелектуалния потенциал на теоретичната физика. Ele вижда полето като способно да премине отвъд настоящите граници на знанието. Ограничаващият фактор според него продължава да бъде външен за самата наука.