Los físicos teóricos y cuánticos están buscando la fórmula matemática que expresa una verdad que la mayoría de los pueblos indígenas del mundo ya saben: existe un "campo" compartido que conecta todos y todo junto, desde las estrellas en el cielo nocturno hasta el gusano que se abre paso bajo el suelo.

Los sioux dicen "Mitakuye oyasin", que significa "todo está relacionado" o "todos estamos relacionados". , "dependiendo de la traducción. Desde los aborígenes en Australia hasta las tribus Dogon de África y las tribus maoríes de Nueva Zelanda, todos estos pueblos indígenas creen que todo lo que podemos y no podemos ver comparte una conexión. Los científicos están en camino de probar esto en la Teoría de todo.

TL; DR (demasiado largo; no leyó)

Los físicos están a la caza de una gran teoría de campo unificado que describe el marco del universo del que surgen las cuatro fuerzas: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuertes y débiles. Esperan descubrir una sola ecuación que describa cómo funciona el universo al vincular todo en una sola Teoría del Todo.
Teorías de la relatividad de Einstein y la Teoría del campo unificado

Einstein murió antes de terminar el trabajo en su final concepto, la teoría del campo unificado, que proporcionaría una respuesta y una conexión entre todo en el universo. Escribió más de 40 artículos sobre el tema, expresados en parte en su Teoría general de la relatividad, donde analiza las ondas gravitacionales que atraviesan el universo a la misma velocidad que viaja la luz.

Como puede saber o no, ese aspecto de su teoría resultó correcto en septiembre de 2015, cuando los científicos detectaron y midieron ondas gravitacionales con ondas de luz que golpearon la Tierra desde dos agujeros negros que colisionaron para unirse como uno, hace millones de años. La comprensión de Einstein lo convenció de que todo en el universo existía debido a un fundamento geométrico común, común y simple.
El papel de las matemáticas en ToE

Como la simplicidad de la Teoría especial de la relatividad de Einstein expresada en forma matemática, E \u003d mc ^{2, los físicos esperan encontrar otra ecuación elocuente que vincule todo en el universo con un solo campo universal. Desde que Einstein planteó sus ideas sobre el campo unificado en las décadas anteriores a su muerte en 1955, los físicos, siguiendo sus pasos, todavía buscan una ecuación directa que vincule las cuatro fuerzas conocidas: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuertes y débiles, con ese campo universal, también conocido como el campo cuántico. Lo que Einstein llamó la Teoría de campo unificada, los físicos hoy la llaman "La teoría de todo", abreviada como ToE.}

Desde el comienzo del universo hace más de 1.400 millones de años, los científicos y físicos han identificado cuatro fuerzas que, cuando se combinan, sirven como la única fuente de energía del universo. Estas cuatro fuerzas incluyen la fuerza gravitacional, el poder que atrae objetos a la Tierra; la fuerza electromagnética, que incluye luz y se expresa en múltiples bandas de frecuencia como las bandas individuales de colores del arco iris; y las fuerzas nucleares fuertes y débiles, responsables de los átomos que componen todos los elementos conocidos en el cosmos.

La búsqueda de ToE por Einstein, y ahora otros físicos teóricos y cuánticos desde su fallecimiento en 1955, es encontrar una fórmula matemática y un principio que vincule todo en un nivel fundamental. El pensamiento principal de Einstein era demostrar que las fuerzas electromagnéticas y gravitacionales no son más que dos expresiones diferentes de un solo campo unificado. Los matemáticos saben que las fórmulas matemáticas existen en la naturaleza, la música y el arte, y que las matemáticas sustentan todo en esta realidad física que los seres humanos experimentan en la Tierra. La búsqueda continúa para descubrir una fórmula matemática que une todo.
Progreso actual en el ToE

Para unir las cuatro fuerzas para explicar el ToE, los científicos en la década de 1970 vincularon matemáticamente la fuerza electromagnética, que dirige el comportamiento de la luz y la estructura atómica a la débil fuerza nuclear que sustenta el método por el cual las partículas se descomponen. Luego querían encontrar una manera de vincularlos con la fuerza nuclear fuerte, que combina partículas más pequeñas como los quarks con protones y neutrones en las estructuras atómicas. Fuerza gravitacional que dejaron solos porque todavía no
tienen una fórmula para ello, pero se están acercando dadas las observaciones de septiembre de 2015.

El problema es que cada fuerza se expresa de manera diferente, y combinarlos en una sola teoría es difícil. Piense en ello como la antigua fábula de la India de los tres ciegos y el elefante. Cada persona ciega tocaba una parte diferente del cuerpo de un elefante, pensando que era un objeto separado. El hombre que tocó la cola describió una cuerda, el hombre que tocó la pierna describió un pilar, y así sucesivamente. Como no podían ver, no sabían que el elefante era singular, no objetos separados. Los físicos afirman que todo surge del campo unificado, pero simplemente no han encontrado la fórmula matemática que represente todo consistentemente, incluidas las expresiones individuales de fuerza, sin descomponerse a nivel de partículas.

Con la medición de las ondas gravitacionales en 2015, los científicos pronto podrán descubrir un equivalente matemático para expresar la actividad de la fuerza gravitacional, que los pone en el camino correcto para conectar las cuatro fuerzas en la Teoría del Todo.
Lo que los físicos esperan demostrar

Con la apertura de una nueva ventana al cosmos mediante la medición de las ondas de luz y gravitacionales, que viajan exactamente a la misma velocidad, los físicos teóricos pronto podrían tener una fórmula gravitacional que tenga sentido en ToE. Pero el problema no es la fuerza gravitacional; El inconveniente existe en la débil fuerza nuclear, en cómo se descomponen los protones. Los teóricos combinaron con éxito las fuerzas débiles y electromagnéticas en la teoría del electrodébil, lo que sugiere que ambos existen como una sola colaboración, pero solo a altos niveles de energía como al comienzo del universo. Sin embargo, desafortunadamente, la unión se disipa cuando la energía cae por debajo de un límite específico establecido por la teoría de electroválvulas.

Los físicos todavía están tratando de encontrar formas de observar estas partículas infinitamente pequeñas y cómo afectan la desintegración de protones. Por ejemplo, tome el descubrimiento de la partícula Higgs-Boson; Los científicos predijeron que existía mucho antes de que lo descubrieran, pero no tenían forma de medirlo hasta 2012 en el colisionador de hadrones del CERN en Suiza. Desde entonces, los científicos también han observado y verificado la existencia de una nueva partícula, el pentaquark, en 2015 en las instalaciones del CERN.

Una vez que los científicos pueden observar y medir estas interacciones de partículas más pequeñas, o encontrar nuevas partículas que definen y cuantifican la desintegración de protones, podrían descubrir la fórmula que explica todo sobre cómo funciona el universo, más temprano que tarde.