大一統學說是什麼?

General 更新 2024-11-26

大一統理論的介紹

統一理論(Grand Unification Theory,縮寫GUT)是關於強相互作用和電弱相互作用統一的理論,希望能借由單個理論來解釋強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用導致的物理現象。現有的研究成果和觀測發現,可以在理論上闡釋強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用的統一,但仍然無法將引力納入該系統中。儘管如此,錢德拉·塞卡的開創性工作以及霍金等科學家的深入研究表明,坍縮的大質量恆星內部密度增加並變成宇宙黑洞後,星體對外部物體的引力增大。科學家們還發現,宇宙黑洞能夠吞噬一切物體。而且,當恆星坍縮、星體內部粒子之間的強作用力和弱作用力都失效後,引力便會變得無限大。這讓人感到迷惑,同時也引發我們對於宏觀宇宙尺度上的作用力和微觀微粒子尺度上的作用力是否同源的思考。科學家們由此提出了有關大一統的猜測:(1)能量賦予物體內在的和外在的運動能力,每一粒子都是一個或大或小的能量包,即使現在的科技認知基礎上看來是微質量的輕子或者無質量的光子;(2)四種基本力是同源的,四種基本力不過是物質所具有的能量的不同的表達方式;而引力只是其他三種基本力的餘力。

大一統理論的大一統理論提出的歷史

愛因斯坦在提出相對論以後,從1920年代便開始致力於尋找一種統一的理論來解釋所有相互作用,也就是解釋一切物理現象。愛因斯坦晚年更是偏離物理界的大方向,致力研究大統一理論,試圖通過“弱作用,磁場,強作用”來簡單的解釋宇宙,直到他1955年逝世。他幾十年的努力雖未成功,但卻極大地激勵了後人。愛因斯坦在創建相對論時就意識到,自然科學中“統一”的概念或許是一個最基本的法則。還在1930年代愛因斯坦就著手研究“大統一理論”,試圖將當時已發現的四種相互作用統一到一個理論框架下,從而找到這四種相互作用產生的根源。這一工作幾乎耗盡了他後半生的全部精力,以致於一些科學史學家斷言,這是愛因斯坦晚年的一大失誤。但是,在愛因斯坦的哲學中,“統一”的概念深深紮根於他的思想中,他越來越確信“自然界應當滿足簡單性原則”。雖然他試圖創建“大統一理論”的工作沒有獲得成功,可是建立統一理論的思想,卻始終吸引著成千上萬的物理學家。美國物理學家謝爾登·格拉肖及哈沃德·喬吉於1974年提出歷史上的首個大統一理論。他們發現了把標準模型中所有的規範作用力統一到SU(5)群的方法,並且能夠在合理的假設下定量給出耦合常數跑動的一般模式。這個理論同時還預言了質子的衰變,認為質子的壽命大約為10^30年,而超級神岡探測器得到的質子壽命的下限為10^31~10^32年,所以這個理論已經被排除了。但是一些理論家修改了這個模型,使得質子的壽命更長。它是後來的大統一工作的基礎。阿卜杜勒·薩拉姆與帕提(Jogesh Pati)利用半單李代數帕提-薩拉姆模型(Pati–Salam model)進一步發展喬吉-格拉肖模型(Georgi–Glashow model)。

到底是大一統理論還是大統一理論

一樣。不過這僅僅是個猜想

完成了大一統理論世界會怎樣

那時候的人類已經行走於星際間了

有沒有大一統理論

電磁和弱力已經統一,歐洲的核子對撞機正在找該理論所預言的基本粒子

大家相信有大一統理論嗎

統一理論(Grand Unification Theory,縮寫GUT)是關於強相互作用和電弱相互作用統一的理論,希望能借由單個理論來解釋強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用導致的物理現象。現有的研究成果和觀測發現,可以在理論上闡釋強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用的統一,但仍然無法將引力納入該系統中。

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