壮大な統一理論とは何ですか？

壮大な統一理論（GUT）は、自然の4つの基本的な力、電磁気、弱くて強い核力、重力の間の相互作用を説明する2011年の物理学の簡潔で単純な理論の探求です。壮大な統一理論は、物理的力の現在の理解をまとめようとするため、多くの場合、古典的な統一フィールド理論の研究と呼ばれます。物質とエネルギーの行動を説明するために多くの異なる統一されたフィールド理論が存在しますが、ストリング理論は、重力の効果を他の3つの基本力に結び付ける可能性があるため、2011年の時点で最高の見通しと見なされています。

粒子物理学は現在、標準モデルとして知られている理論を​​使用して、自然の物理的な力の相互作用を記述しています。 2011年現在の標準モデルの現在の形式は1970年代に設立され、4つの基本的な力のうち3つの相互作用、電磁気と弱くて強いNUの相互作用を説明しています。明確な力。標準モデルが開発されたように、電磁気と弱い核力は、高レベルのエネルギーにおける同じ力の実際の側面であることが明らかになりました。これは、イギリスの物理学者ジェームズ・マックスウェルによって、19世紀後半の以前の発見に基づいて構築され、磁気と電気の力を同じ力の2つの側面である電磁気の2つの側面として統合しました。したがって、壮大な統一理論は、標準モデルを重力の影響で統合しようとする試みであると考えることができます。

単純な壮大な統一理論の開発は、宇宙の物質とエネルギーのすべての相互作用を説明していない可能性があるため、多くの場合、すべての力を統一する最終理論は、すべての理論（つま先）と呼ばれます。 物理学における研究の3つの主要な分野は、すべての実行可能な理論を生み出すために統合されなければなりません。これらには標準モデル、Gが含まれます。エネラル相対性理論、および量子力学。これの重要な提案の1つは、物理的宇宙のすべてが最終的にエネルギーの振動ループで構成され、それぞれプランク長のサイズ、または10 ^-33 センチメートルで構成されている根本的な問題を説明する弦理論の研究を含みます。これらの文字列は、自然界における4つの基本力すべての影響、物質とエネルギーの存在、および空間と時間の両方の影響の直接的な原因であると理論化されています。ただし、弦理論の弱点の1つは、非常に複雑であり、空間の10次元での相互作用が必要であることですが、通常のサイズの手書きで書かれている場合、究極の壮大な統一理論は、長さ約1インチ（2.5センチメートル）以外の単純な方程式であると想定されています。

おそらく2011年の時点で壮大な統一理論のエレガントな形を思い付くための最大の課題は、重力の物理的宇宙論をEquに機能させることですations。重力はすべての物理的な力の中で最も理解されておらず、力ではないかもしれません。一部の研究では、重力が示唆するように、重力は物質による空間の反りの効果であることを示唆しています。なぜなら、重力源の起源は発見されていないからです。自然界の他のすべての力にはそれらに結び付けられた基本的な粒子があるため、物理学は重力を説明するために重力子粒子が存在すると想定しています。巨視的および微視的レベルの両方で重力がどのように機能するかを説明する証拠が得られるまで、自然のすべての物理的力を統一する壮大な統一理論はとらえどころのないままです。