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理論物理學發展很快,前沿的物理學家在研究什麼?

簡介理論物理學家一直在尋找更高階的理論,從而幫助物理學統一相對論和量子力學,甚至找到宇宙通用的“大一統理論”

現代物理學家研究的是什麼

理論物理學是探索宇宙真相的重要學科,現代物理學的兩大支柱理論是相對論和量子力學,然而兩者並不能統一,甚至存在矛盾點。

理論物理學家一直在尋找更高階的理論,從而幫助物理學統一相對論和量子力學,甚至找到宇宙通用的“大一統理論”。

理論物理學發展很快,前沿的物理學家在研究什麼?

宇宙中的大一統理論:

理論物理學家的主要目標,就是利用理論將宇宙中的物理現象統一。

牛頓曾經提出牛頓經典力學,幾乎可以解釋地球上出現的所有物理現象,然而隨著物理學的發展,牛頓經典力學開始出現侷限性。

物理學家在利用牛頓經典力學進行各種宇宙驗算時,總會出現微小的誤差,然而沒有人能解釋這些誤差為何存在,直到愛因斯坦提出相對論,科學家才瞭解到空間可以彎曲,時間流逝速度也可以發生改變。

理論物理學發展很快,前沿的物理學家在研究什麼?

相對論作為現代物理學的支柱,依舊擁有統治地位,然而隨著微觀世界的發現,相對論開始出現侷限性。

為了讓相對論適應微觀世界,物理學家透過相對論延伸出量子力學,兩個理論分別在不同的場合發揮作用,共同解釋這個宇宙的物理法則。

但理論物理學家想得到的,並非是多個物理理論組成的複雜世界,而是一個理論解釋所有基本力的“大一統理論”。

理論物理學發展很快,前沿的物理學家在研究什麼?

弦理論有機會成為大一統理論嗎?

前沿的理論物理學家,一直在尋找可以解釋整個宇宙的統一理論,其中的弦理論,被認為是最有可能成為大一統理論的超前理論。

弦理論將微觀粒子進一步分解為弦,由於弦可以產生不同方向的振動,進而斤遙翟形成我們世界中的不同粒子。但是單模本行一的弦想要形成非常複雜種類料滑的粒子,需要在至少十維空間中振動,因此弦理論也暗示宇宙為十維空間。

弦理論是非常超前的理論,幾乎所有的結論都無法透過現代科學進行驗證,因此很多理論物理學家稱弦理論為投機取巧的理論。

理論物理學發展很快,前沿的物理學家在研究什麼?

雖然弦理論非常超前,但是從理論上來說,弦理論確實統一了相對論和量子力學,因此弦理論也是目前最接近大一統理論的物理學理論。

除了弦理論,相對論和量子力學也一直在不斷髮展,相對論可以利用空間完美解釋的引力,在量子力學理論中卻成為一個瓶頸,科學家一直透過強子撞擊實驗,希望可以發現能夠產生引力的粒子。

理論物理學家不斷尋找的大一統理論,需要的就是對物理學的創新思維,大一統理論或許永遠無法找到,或許會在不久之後統一物理學。

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