대 통일 이론이란 무엇인가?

GUT (Grand Unified Theory)는 2011 년부터 물리학에서 간결하고 간단한 물리학 이론을 찾고 있는데, 이는 전자기, 약하고 강한 핵력, 중력이라는 자연의 네 가지 기본 힘 사이의 상호 작용을 설명합니다. 대 통일 이론은 물리적 힘에 대한 현재의 이해를 모 으려고 시도하기 때문에 종종 고전 통일 분야 이론에 대한 연구라고 불린다. 물질과 에너지의 행동을 설명하기 위해 많은 다른 통합 된 필드 이론이 존재하지만, 중력의 영향을 다른 세 가지 기본 세력에 묶을 수있는 기회는 2011 년 현재 최고의 이론으로 간주됩니다.

입자 물리학은 현재 표준 모델이라는 이론을 사용하여 자연의 물리적 힘의 상호 작용을 설명합니다. 2011 년 기준으로 표준 모델의 현재 형태는 1970 년대에 설립되었으며 전자기 및 약하고 강한 핵력의 네 가지 기본 세 가지 중 하나의 상호 작용을 설명합니다. 표준 모델이 개발됨에 따라 전자기력과 약한 핵력은 실제로 높은 수준의 에너지에서 동일한 힘의 측면이라는 것이 밝혀졌습니다. 이것은 19 세기 후반 영국 물리학 자 제임스 맥스웰 (James Maxwell)이 발견 한 초기 발견을 바탕으로 자력과 전기의 힘을 동일한 힘의 두 가지 측면, 즉 전자석으로 결합시킵니다. 그러므로 대 통일 이론은 중력의 영향으로 표준 모형을 통합하려는 시도로 간주 될 수있다.

단순한 대 통합 이론의 개발은 우주에서 물질과 에너지의 모든 상호 작용을 설명하지 않을 수 있기 때문에, 모든 힘을 통합하는 최종 이론은 종종 모든 이론 (TOE)으로 지칭된다. 물리학의 세 가지 주요 연구 분야는 모든 것에 대한 실행 가능한 이론을 생성하기 위해 하나로 통합되어야하며, 여기에는 표준 모델, 일반 상대성 이론 및 양자 역학이 포함됩니다. 이에 대한 하나의 주요 제안은 물리적 우주의 모든 것이 궁극적으로 플랑크 길이의 크기 또는 ^10-33 센티미터 인 진동 에너지 루프로 구성된 물질의 기본 상태를 설명하는 스트링 이론에 대한 연구를 포함합니다. 이 줄은 자연의 네 가지 기본 힘, 물질과 에너지의 존재, 공간과 시간 모두에 영향을 미치는 직접적인 원인으로 이론화되었습니다. 그러나 끈 이론의 약점 중 하나는 극도로 복잡하고 10 차원 공간에서 상호 작용이 필요하다는 것입니다. 반면에 궁극의 통일 이론은 약 1 인치 (2.5 센티미터) 이하의 간단한 방정식으로 간주됩니다. 일반적인 필기 크기로 쓴 경우 길이입니다.

그러나 2011 년 현재, 우아한 형태의 웅대 한 통일 된 이론을 제시하는 데 가장 큰 도전은 아마도 중력의 물리적 우주론을 방정식으로 만드는 것입니다. 중력은 모든 물리적 힘을 가장 잘 이해하지 못하며 전혀 힘이 아닐 수 있습니다. 일부 연구에 따르면 아인슈타인의 발견에서 알 수 있듯이 중력은 단순히 공간의 왜곡으로 인한 영향 인 것으로 나타났습니다. 자연의 다른 모든 힘에는 기본 입자가 묶여 있으므로 물리학은 중력을 설명하기 위해 중력 입자가 존재할 것이라고 가정했습니다. 거시적 수준과 미시적 수준에서 중력이 어떻게 작용하는지 설명 할 증거가 얻어 질 때까지, 모든 물리적 힘을 통합하는 대 통일 이론은 애매하게 남아있을 것이다.