https://madrid.hostmaster.org/articles/physics_beyond_the_standard_model/tr.html
2012 yılına kadar Standart Model (SM), CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) Higgs bozonunun varlığının doğrulanmasıyla teorik olarak tamamlanmıştı. Tahmin edilen her parçacık bulunmuştu. Denklemleri, inanılmaz bir hassasiyetle her deneysel testi geçmişti.
Bununla birlikte, fizik camiasında bir tamamlanmışlık hissi değil, eksiklik hissi hâkimdi. Newton’un yasalarının Einstein için ya da klasik fiziğin kuantum mekaniği için olduğu gibi, Standart Model test edebildiğimiz ölçeklerde çok başarılıydı, ancak daha derin soruları yanıtlayamıyordu. Neredeyse kusursuz bir haritaydı – ama manzaranın yalnızca küçük bir kısmını kapsıyordu.
En göze çarpan eksiklik yerçekimidir.
Bu, basit bir hata değil. Genel Görelilik, yerçekimini uzay-zamanın eğriliği olarak, pürüzsüz bir geometrik alan olarak görürken, Standart Model kuvvetleri kuantum alanları olarak, parçacıklar tarafından aracılık edilen şekilde görür. Yerçekimini aynı şekilde kuantize etme girişimleri, normalize edilemeyen sonsuzluklarla sonuçlanır.
Standart Model ve GR, birbirinden tamamen farklı iki işletim sistemi gibidir – kendi alanlarında mükemmel, ancak temelde uyumsuz. Bu ikisini uzlaştırmak, belki de günümüz fiziğinin en büyük meydan okumasıdır.
Standart Model, nötrinoların kütlesiz olduğunu öngörür. Ancak Japonya’daki Super-Kamiokande dedektörüyle başlayan (1998) ve dünya çapında doğrulanan deneyler, nötrinoların farklı tatlar (elektron, müon, tau) arasında salındığını gösterdi. Salınım, kütle gerektirir.
Bu, Standart Modelin ötesinde fizik için ilk doğrulanmış kanıttı. Bu keşif, 2015’te Kajita ve McDonald’a Nobel Ödülü kazandırdı.
Nötrinolar inanılmaz derecede hafiftir, elektrondan en az bir milyon kat daha hafif. Kütleleri Standart Model tarafından açıklanamaz – ancak seesaw mekanizması, steril nötrinolar ya da erken evrenle bağlantılar gibi yeni fiziğe işaret edebilir. Bazı senaryolarda, ağır seesaw nötrinoları leptojenez sağlar, erken evrende lepton asimetrisi yaratır ve bu daha sonra gözlemlenen madde-antimadde asimetrisine dönüşür.
Standart Modelin tanımladığı görünür madde, evrenin %5’inden azını oluşturur. Geri kalanı görünmezdir.
Teoriler yeni parçacıklar önerir: WIMP’ler (zayıf etkileşimli kütleli parçacıklar), aksonlar, steril nötrinolar ya da daha tuhaf bir şey. Ancak on yıllardır süren aramalara rağmen – yeraltı dedektörleri, çarpıştırıcı deneyleri, astrofiziksel gözlemler – karanlık madde hala yakalanamaz.
Daha da gizemli olan karanlık enerji, evrenin hızlanan genişlemesini sağlayan kuvvettir.
Kozmolojik sabit problemi, kuantum alan teorisi ile yerçekimi arasındaki en keskin çatışmadır. Standart Model, karanlık enerji hakkında hiçbir şey söylemez. Bu, kozmos anlayışımızdaki devasa bir boşluktur.
Bir başka derin bulmaca, Higgs bozonunun kendisinde yatıyor.
Ölçülen Higgs kütlesi 125 GeV’dir. Ancak kuantum düzeltmeleri, onu Planck ölçeğine (\(10^{19}\) GeV) itmelidir, aksi takdirde mucizevi iptaller olmaz. Yerçekiminin doğal enerji ölçekleriyle karşılaştırıldığında neden bu kadar hafif?
Bu, hiyerarşi problemi: Higgs, doğal olmayan şekilde ince ayar yapılmış görünüyor. Fizikçiler, Higgs kütlesini dengelemek için tehlikeli düzeltmeleri iptal eden ortak parçacıklar sunan süpersimetri (SUSY) gibi yeni fiziklerden şüpheleniyor. (Doğallık tartışmaları, dinamik çözümlerden olası bir “manzara”daki antropik akıl yürütmelere kadar fikirleri içerir.)
Standart Model, biraz CP ihlali içerir, ancak evrenin bugün neden maddeyle dolu olduğunu, eşit miktarda madde ve antimadde yerine, açıklamak için çok azdır. Yukarıda belirtildiği gibi, leptojenez gibi mekanizmalar (genellikle nötrino kütlelerinin seesaw kökeniyle ilgili), Standart Modelin ötesindeki fiziklerin dengeyi bozduğu ikna edici bir yol sunar.
Standart Model, bazen “fizikteki en başarılı teori” olarak adlandırılır. Tahminleri, deneylerle 10-12 ondalık basamak hassasiyetinde eşleşir. Parçacık hızlandırıcılarında ve laboratuvarlarda gördüğümüz neredeyse her şeyi açıklar.
Ama eksik:
Fizikçiler şimdi tarihte tanıdık bir anla karşı karşıya. Newton mekaniğinin göreliliğe, klasik fiziğin kuantum mekaniğine yol açtığı gibi, Standart Model de sonunda daha derine yol açmalıdır.
Nihai hedef, Büyük Birleşik Teori (GUT) ya da hatta Her Şeyin Teorisi (ToE): dört kuvveti birleştiren, tüm parçacıkları açıklayan ve en küçük ölçeklerden (kuantum yerçekimi) en büyük ölçeklere (kozmoloji) tutarlı bir şekilde çalışan bir çerçevedir.
Bu, modern fiziğin kutsal kâsesidir. Bu yüzden araştırmacılar hızlandırıcıları daha yüksek enerjilere zorluyor, dev nötrino dedektörleri inşa ediyor, teleskoplarla evreni haritalandırıyor ve yeni, cesur matematikler icat ediyor.
Sonraki bölümler, önde gelen adayları keşfedecek:
Bu fikirlerin her biri dogma olarak değil, bilimin en iyi hali olarak ortaya çıktı: çatlakları fark etme, yeni teoriler inşa etme ve bunları gerçekliğe karşı test etme.
Fizik, simetri yoluyla birleşerek ilerledi. Maxwell’in denklemleri elektrik ve manyetizmayı birleştirdi. Özel görelilik, uzay ve zamanı birleştirdi. Elektrozayıf teori, dört temel kuvvetten ikisini birleştirdi. Her ileri sıçrama, doğada gizli bir simetrinin keşfinden doğdu.
Süpersimetri – ya da fizikçilerin sevgiyle adlandırdığı gibi SUSY – bir sonraki büyük simetrinin, görünüşte farklı iki kategoriyi, madde ve kuvvetleri bağladığını öne süren cesur bir öneridir.
Standart Model’de parçacıklar iki büyük aileye ayrılır:
Fermiyonlar (1/2 spin): Kuarklar ve leptonlar, maddenin yapı taşlarını içerir. Yarı tam sayı spini, onların Pauli dışlama ilkesine uymasını sağlar: aynı iki fermiyon aynı durumda olamaz. Bu yüzden atomlar yapılandırılmış kabuklara sahiptir ve madde stabildir.
Bozonlar (tam sayı spini): Fotonlar, glüonlar, W ve Z bozonları ve Higgs’i içerir. Bozonlar kuvvetleri aracılık eder. Fermiyonların aksine, aynı durumda birikebilirler, bu yüzden lazerler (fotonlar) ve Bose-Einstein yoğunlaşmaları vardır.
Kısaca: fermiyonlar maddeyi oluşturur, bozonlar kuvvetleri taşır.
Süpersimetri, fermiyonlar ve bozonlar arasında bir simetri önerir. Her bilinen fermiyon için bir bozon ortağı vardır. Her bilinen bozon için bir fermiyon ortağı vardır.
(“Fotino” ve “zino”, belirli ölçüm durumları için eski takma adlardır; deneyler aslında yukarıda belirtilen kütle durumlarını arar.)
Böyle radikal bir parçacık dünyasının iki katına çıkarılmasını neden önerelim? Çünkü SUSY, Standart Modelin bıraktığı en derin sorunlardan bazılarına zarif çözümler sunar.
SUSY’nin en büyük cazibelerinden biri, hiyerarşi problemini çözme yeteneğidir: Higgs bozonu neden Planck ölçeğiyle karşılaştırıldığında bu kadar hafif?
Standart Model’de, sanal parçacıklardan gelen kuantum düzeltmeleri, Higgs kütlesini devasa değerlere itmelidir. Süpersimetri, bu sapmaları iptal eden ortak parçacıklar sunar. Sonuç: Higgs kütlesi doğal olarak stabilize edilir, ince ayar gerektirmeden (en azından “doğal” SUSY spektrumlarında).
SUSY için başka bir motivasyon, kuvvetlerin birleşmesinden gelir.
Bu, çok yüksek enerjilerde üç kuvvetin Büyük Birleşik Teori (GUT) içinde birleşebileceğini önerir.
Süpersimetri, karanlık madde için doğal bir aday da sunar.
Eğer SUSY doğruysa, ortak parçacıklardan biri kararlı ve elektriksel olarak nötr olmalıdır. Önde gelen aday, bino, wino ve higgsino karışımı olan en hafif nötralinodur.
Nötralinolar yalnızca zayıf bir şekilde etkileşime girer, bu da WIMP’lerin (zayıf etkileşimli kütleli parçacıklar) profiline uyar. Eğer keşfedilirse, evrenin eksik %27 kütlesini açıklayabilirler.
On yıllardır fizikçiler, süpersimetrik parçacıkların keşfedilen enerji ölçeklerinin hemen üstünde ortaya çıkmasını umuyordu.
LHC’de SUSY’nin bulunmaması hayal kırıklığı yarattı. SUSY’nin en basit versiyonlarının çoğu, örneğin “Minimal Süpersimetrik Standart Model” (MSSM), artık ciddi şekilde kısıtlandı. “Doğal” spektrumlar daha ağır hale geldi, bu da SUSY’nin TeV ölçeğine yakın olması durumunda daha fazla ince ayar gerektiğine işaret ediyor.
Yine de SUSY elenmedi. Daha karmaşık modeller, daha ağır veya daha ince ortak parçacıklar öngörür, belki LHC’nin erişiminin ötesinde ya da kolayca tespit edilemeyecek kadar zayıf etkileşimlere sahiptir.
Fenomenolojik motivasyonlarının ötesinde, SUSY derin bir matematiksel güzelliğe sahiptir.
Doğa, SUSY’yi erişilebilir enerji ölçeklerinde uygulamasa bile, matematiği fiziği zaten zenginleştirmiştir.
Bugün SUSY tuhaf bir konumda.
Eğer LHC ve halefleri hiçbir şey bulamazsa, SUSY yalnızca erişimimizin çok ötesindeki ölçeklerde gerçekleşebilir – ya da belki doğa tamamen farklı bir yol seçmiştir.
Süpersimetri, bilimsel yöntemi iş başında gösterir.
Fizikçiler sorunları belirledi: hiyerarşi problemi, birleşme, karanlık madde. Hepsini çözen yeni, cesur bir simetri önerdiler. Bunu test etmek için deneyler tasarladılar. Şimdiye kadar sonuçlar olumsuz – ama bu, fikrin boşa gittiği anlamına gelmez. SUSY araçlarımızı keskinleştirdi, ne aradığımızı netleştirdi ve nesiller boyu araştırmaya ilham verdi.
Eter ya da epicycles gibi, SUSY, son söz olup olmamasına bakılmaksızın, daha derin bir gerçeğe giden bir basamak olabilir.
Standart Modelin ötesinde fizik, genellikle çözümlerle yönlendirilir: hiyerarşi problemini çözme, karanlık maddeyi açıklama, ölçüm bağlanma sabitlerini birleştirme. Sicim teorisi farklıdır. Belirli bir bulmacadan başlamaz. Bunun yerine matematikten başlar – ve uzay, zaman ve madde kavramımızı yeniden yazmakla biter.
Şaşırtıcı bir şekilde, sicim teorisi her şeyin teorisi olarak başlamadı, güçlü nükleer kuvveti anlamaya yönelik başarısız bir girişim olarak başladı.
1960’ların sonlarında, Kuantum Kromodinamiği (QCD) tam olarak gelişmeden önce, fizikçiler hadronların hayvanat bahçesini açıklamaya çalışıyordu. Verilerde, rezonansların titreşen sicimler olarak modellenebileceğini öne süren desenler fark ettiler.
Veneziano’nun 1968’de tanıttığı “ikili rezonans modeli”, güçlü etkileşimleri hadronların küçük sicimlerin uyarılmalarıymış gibi tarif etti. Zarif bir modeldi, ancak QCD’nin güçlü kuvvetin gerçek teorisi olduğu ortaya çıkınca hızla terk edildi.
Yine de sicim teorisi ölmeyi reddetti. Denklemlerinde, nükleer fizik ötesine işaret eden dikkat çekici özellikler gizliydi.
Teorisyenler sicimlerin titreşimlerini kuantize ettiklerinde, spektrumun kaçınılmaz olarak kütlesiz bir spin 2 parçacığı içerdiğini keşfettiler.
Bu şok ediciydi. Kuantum alan teorisi, kütlesiz bir spin 2 parçacığının benzersiz olduğunu göstermişti: bu, yerçekiminin kuantumu olan graviton olmalıydı.
John Schwarz’ın daha sonra belirttiği gibi: “Ama şaşırtıcı bir gerçek ortaya çıktı: sicim teorisinin matematiği, kaçınılmaz olarak kütlesiz bir spin 2 parçacığı – bir graviton – içeriyordu.”
Hadron teorisi olarak başlayan şey, tesadüfen kuantum yerçekiminin yapı taşını üretmişti.
Sicim teorisinin kalbinde, nokta parçacıklar küçük, tek boyutlu nesnelerle değiştirilir: sicimler.
Sicimler açık (iki uçlu) ya da kapalı (döngüler) olabilir.
Sicimin farklı titreşim durumları, farklı parçacıklara karşılık gelir.
Bu basit değişim – noktalardan sicimlere – kuantum yerçekimini rahatsız eden birçok sonsuzluğu çözer. Sicimin sonlu boyutu, sıfır mesafede patlayacak olan etkileşimleri yayar.
Erken sicim teorisi versiyonları sorunluydu: takyonlar (kararsızlıklar) içeriyordu ve gerçekçi olmayan özellikler gerektiriyordu. Atılım, 1970’ler ve 1980’lerde süpersimetrinin tanıtılmasıyla geldi ve bu, süpersicim teorisine yol açtı.
Süpersicimler takyonları ortadan kaldırdı, fermiyonları dahil etti ve yeni bir matematiksel tutarlılık getirdi.
Ancak bir sorun vardı: sicim teorisi yalnızca daha yüksek boyutlarda çalışır. Özellikle, 10 uzay-zaman boyutu.
Bu fikir, radikal olsa da, tamamen yeni değildi. 1920’lerde Kaluza-Klein teorisi, yerçekimi ve elektromanyetizmayı birleştirmek için beşinci bir boyut önermişti. Sicim teorisi bu fikri yeniden canlandırdı ve büyük ölçüde genişletti.
1980’lerin ortalarında fizikçiler, sicim teorisinin tek olmadığını, beş farklı versiyonda geldiğini keşfettiler:
Her biri matematiksel olarak tutarlı görünüyordu, peki doğa neden birini seçsin?
1984’te Michael Green ve John Schwarz, sicim teorisinin kuantum anomalilerini otomatik olarak iptal edebileceğini gösterdi – kuantum alan teorilerinin dikkatle tasarlaması gereken bir şey. Bu keşif, binlerce fizikçinin sicim teorisini tüm kuvvetlerin birleşik teorisi adayı olarak görmesine yol açan ilk süpersicim devrimini ateşledi.
Bu, kuantum yerçekiminin yalnızca tutarlı değil, kaçınılmaz olduğu ilk ciddi çerçeveydi.
1990’ların ortasında ikinci bir devrim gerçekleşti. Edward Witten ve diğerleri, beş farklı sicim teorisinin rakip olmadığını, tek bir daha derin teorinin farklı sınırları olduğunu keşfetti: M-teorisi.
M-teorisinin 11 boyutta var olduğu düşünülür ve yalnızca sicimleri değil, aynı zamanda branlar (membranların kısaltması) adı verilen daha yüksek boyutlu nesneleri de içerir.
Bu branlar, yeni ve zengin olasılıklar açtı: bütün evrenler, daha yüksek boyutlu bir hacimde yüzen üç boyutlu branlar olarak var olabilir, yerçekimi hacme sızarken diğer kuvvetler bağlı kalır. Bu resim, Randall-Sundrum gibi modern ekstra boyut modellerine ilham verdi.
Kaluza-Klein (1920’ler): Yerçekimi ve elektromanyetizmayı birleştirmek için beşinci bir boyut önerdi. Fikir on yıllarca terk edilmişti, ancak sicim teorisi bunu çok daha büyük bir ölçekte yeniden canlandırdı. Sıkıştırılmış ekstra boyutlar, sicim modellerinin temel bir özelliğidir.
Randall-Sundrum (1999): Evrenimizin, daha yüksek boyutlara gömülü bir üç boyutlu bran olduğu “bükülmüş” ekstra boyutlar önerdi. Yerçekimi hacme yayılır, bu da neden diğer kuvvetlerden daha zayıf olduğunu açıklar. Bu tür modeller, parçacık hızlandırıcılarında olası sinyalleri veya çok kısa mesafelerde Newton yasasından sapmaları öngörür.
Sicim teorisi cesur iddialarda bulunur, ancak bunları test etmek inanılmaz derecede zordur.
Zorluklara rağmen, sicim teorisi matematik için verimli bir zemin sağlamış, geometri, topoloji ve AdS/CFT gibi dualitelerde (daha yüksek boyutlarda yerçekimini, yerçekimi olmayan kuantum alan teorisiyle bağlayan) ilerlemelere ilham vermiştir.
Destekçiler, sicim teorisinin birleşik bir teoriye giden en umut verici yol olduğunu iddia eder: kuantum yerçekimini içerir, tüm kuvvetleri birleştirir ve gravitonun neden var olması gerektiğini açıklar.
Eleştirmenler, deneysel doğrulama olmadan sicim teorisinin ampirik bilimden kopma riski taşıdığını savunur. Olası çözümlerin devasa “manzarası” (\(10^{500}\)’e kadar) benzersiz tahminler türetmeyi zorlaştırır.
Her iki taraf da bir konuda hemfikir: sicim teorisi, fizik düşüncemizi değiştirdi ve birleşme için yeni bir dil sağladı.
Eğer süpersimetri Standart Modelin ötesinde bir sonraki adımsa, sicim teorisi ondan sonraki adımdır: uzun zamandır beklenen Her Şeyin Teorisi için bir aday.
En cesur iddiası, yalnızca Standart Modeli ve yerçekimini içermesi değil, bunların daha yüksek boyutlarda titreşen sicimlerin kaçınılmaz sonuçları olmasıdır. Graviton bir ekleme değil – o yerleşiktir.
Doğanın bu yolu seçip seçmediği henüz keşfedilecek.
Teoriler fiziğin yaşam kaynağıdır, ancak deneyler onun atan kalbidir. Süpersimetri, sicim teorisi ve ekstra boyutlar güzel matematiksel yapılar, ancak kanıtlarla yaşar ya da ölürler. Spekülasyondan daha fazla olmak istiyorlarsa, verilerde iz bırakmalılar.
Fizikçiler bu izleri aramak için zekice yollar geliştirdi – hızlandırıcılar, kozmos ve uzay-zamanın yapısında.
CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), protonları 13,6 TeV’e kadar çarpıştıran dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısıdır (tasarım: 14 TeV). Standart Modelin ötesinde fiziği araştırmak için insanlığın ana aracı olmuştur.
Bazı teoriler, yerçekiminin TeV ölçeğinde güçlü hale gelmesi durumunda, LHC çarpışmalarında küçük kara deliklerin oluşabileceğini ve bunların parçacık patlamalarıyla buharlaşabileceğini öne sürer. Böyle olaylar gözlemlenmedi.
Eğer ekstra boyutlar varsa, Newton’un yerçekimi yasası kısa mesafelerde çökebilir.
Bu masaüstü deneyler inanılmaz derecede hassastır ve hızlandırıcıların erişemediği ölçekleri araştırır.
2015’te LIGO’nun yerçekimi dalgalarını keşfi yeni bir sınır açtı.
Şimdiye kadar gözlemler, mevcut belirsizlikler içinde GR ile tutarlıdır, ancak daha yüksek hassasiyet sürprizler getirebilir.
Evrenin kendisi nihai parçacık hızlandırıcısıdır.
Şimdiye kadar gökyüzü sessiz. Karanlık madde tespit edilemedi ve kozmolojik veriler, sicimlerin açık parmak izleri olmadan ΛCDM modeliyle uyumludur.
On yıllardır süren aramalar SUSY, ekstra boyutlar veya sicim sinyallerini doğrulamadı. Ancak kanıt eksikliği, yokluk kanıtı değildir:
Bazı hassas anomaliler (örneğin, müonun (g-2) ölçümü ve lezzet fiziğindeki bazı gerilimler) ilginç ama çözülmemiş kalır; Standart Modeli şimdilik devirmeden araştırmayı teşvik etmeye devam eder.
Deneylerin yaptığı şey, parametre uzayını daraltmak oldu. Bize SUSY’nin nerede olmadığını, ekstra boyutların ne kadar küçük olması gerektiğini ve karanlık maddenin ne kadar güçlü veya zayıf etkileşime girebileceğini söylediler.
Gelecek deneyler daha derinlemesine araştırma sözü veriyor:
Standart Modelin ötesinde fiziğin deneysel hikayesi bir başarısızlık hikayesi değil, bir süreç hikayesidir.
Rutherford’un altın folyo deneyi, erik puding modelini nasıl yıktıysa veya LIGO yerçekimi dalgaları hakkındaki şüpheleri ortadan kaldırdıysa, bir sonraki büyük keşif aniden gelebilir – ve her şeyi değiştirebilir.
Yüzyıllar boyunca fizik, birleşme yoluyla ilerledi. Newton, gökyüzünü ve dünyayı tek bir yerçekimi yasası altında birleştirdi. Maxwell, elektrik ve manyetizmayı birleştirdi. Einstein, uzay ve zamanı birleştirdi. Elektrozayıf teori, çok farklı görünen iki kuvvetin tek bir kuvvetin yönleri olduğunu gösterdi.
Bir sonraki doğal adım, şimdiye kadarki en cesur olanıdır: dört temel etkileşimi – güçlü, zayıf, elektromanyetik ve yerçekimi – tutarlı bir çerçevede birleştirmek. Bu, fiziğin kutsal kâsesidir: Her Şeyin Teorisi (ToE).
Tam birleşme sadece felsefi bir güzellik değil; pratik ve kavramsal derin sorunları ele alır:
Bir ToE sadece kuvvetleri birleştirmez – ölçekleri birleştirir, kuantum teorisinin en küçük sicimlerinden kozmik yapıların en büyüğüne kadar.
Süpersimetri (SUSY), eğer doğada gerçekleşirse, bir ToE’ye doğru bir basamak sunar.
SUSY’den ilham alan GUT’lar (SU(5), SO(10) veya E₆ gibi), çok yüksek enerjilerde kuarkların ve leptonların daha büyük çoklu gruplara birleştiğini ve kuvvetlerin tek bir ölçüm grubunda birleştiğini hayal eder.
Ancak SUSY henüz deneylerde görünmedi. Eğer yalnızca erişimimizin ötesindeki ölçeklerde varsa, birleştirici gücü cazip ama gizli kalabilir.
Sicim teorisi daha ileri gider. Standart Modeli düzeltmek yerine temelleri yeniden yazar:
Bu vizyonda birleşme tesadüfi değildir – geometriktir. Kuvvetler, sicimlerin ekstra boyutların topolojisi tarafından şekillendirilen farklı şekillerde titreşmesi nedeniyle farklıdır.
Beş sicim teorisinin dualitelerle bağlantılı olduğunun keşfi, daha büyük bir çerçeve olan M-teorisine yol açtı:
M-teorisi henüz tamamlanmadı, ancak şimdiye kadar denenmiş en cesur ToE adımıdır.
Sicim teorisi ve M-teorisi tek yol değildir. Fizikçiler, her biri farklı güçlü yönlere sahip birden fazla çerçeveyi araştırıyor:
Hiçbiri henüz sicim teorisinin birleştirici kapsamıyla rekabet etmese de, arayışın zenginliğini gösterirler.
Bir ToE nihayetinde test edilebilir olmalıdır. Planck ölçeği mevcut deneylerin erişiminin çok ötesinde olsa da, fizikçiler dolaylı kanıtlar arar:
Şimdiye kadar bir ToE erişilemez, ancak her olumsuz sonuç olasılıkları daraltır.
Gerçek bir ToE yalnızca fiziği birleştirmez – insan bilgisini birleştirir. Kuantum mekaniğini ve göreliliği, mikro ve makroyu, parçacığı ve kozmosu bağlar.
Ancak bir paradoksla karşı karşıyadır: birleşmenin gerçekleştiği ölçek, deneysel erişimin ötesinde olabilir. 100 TeV hızlandırıcı, Planck ölçeğine giden yolun sadece bir kısmını araştırır. Kozmolojiye, matematiksel tutarlılığa veya dolaylı sinyallere güvenmemiz gerekebilir.
Rüya, çerçevelerin derin güzelliğiyle yaşıyor. Witten’in dediği gibi, sicim teorisi sadece “bir denklem seti” değil, “fizik için yeni bir çerçevedir”.
ToE arayışı, sicim teorisini, SUSY’yi veya tek bir fikri “gerçek” ilan etmekle ilgili değildir. Bu, bilimsel yöntemle ilgilidir:
Hikâye henüz bitmedi. Ama bu açıklık – herhangi bir teoriyi kutsal saymayı reddetme – fiziği canlı bir bilim, dogma değil, yapan şeydir.
Fiziğin gelecek yüzyılı şunları ortaya çıkarabilir:
Ya da belki gerçek ToE, henüz kimsenin hayal etmediği bir şeydir.
Ama arayışın kendisi – birleştirme, açıklama ve doğayı bir bütün olarak görme dürtüsü – denklemlerin kendisinden olduğu kadar insanlığın bir parçasıdır.