Evrende gözlemlenen tüm fiziksel olaylardan dört temel etkileşim sorumludur , her biri temel kuvvet olarak adlandırılan bir kuvvetle kendini gösterir . Onlar :
In klasik fizikte , yerçekimi ve yasaları elektromanyetizma kabul edildi aksiyomlar . Bununla birlikte, kuantum alan teorisinde , bu kuvvetler sanal bozonların değiş tokuşu ile tanımlanır : standart parçacık fiziği modeli, güçlü, zayıf ve elektromanyetik etkileşimleri tanımlar, ancak henüz bir kuantum alan teorisi geliştirilmemiştir. Yerçekimi.
Bu temel kuvvetlerin güçleri normalde çok farklıdır (aşağıya bakınız), ancak parçacıkların kinetik enerjisi arttıkça güçler de yaklaşır. Dört kuvvetin , Planck döneminde Big Bang'den hemen sonra oyunda olan aşırı yüksek enerjilerde aynı güce sahip olduğuna inanılıyor .
Güçlü nükleer etkileşim aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Elektromanyetik etkileşim aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Zayıf nükleer etkileşim aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Çekim olgusudur etkileşimi neden fizik Görülecek devrik vücut kütlesinin kendi etkisi altında, aralarında kütle . Bizi yerde tutan dünyevi çekim nedeniyle günlük olarak gözlemlenir . Yerçekimi birkaç doğal tezahürleri sorumludur: gelgit , yörüngeye ait gezegenlerin etrafında Güneş , küresellik en gök cisimlerinin bazı örneklerdir. Daha genel olarak, Evrenin büyük ölçekli yapısı yerçekimi ile belirlenir.
Çekim aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Etkileşim | Güncel teori | Arabulucular | Kütle (GeV / c 2 ) |
Yaklaşık bağıl güç |
Eylem yarıçapı (m) |
Mesafe bağımlılığı |
---|---|---|---|---|---|---|
kuvvetli |
Chromodynamique kuantum (QCD) |
8 gluon | 0 | 1 | 2,5 10 −15 | |
Elektromanyetik |
Kuantum elektrodinamiği (QED) |
foton | 0 | 10 -2 | ∞ | |
Düşük | Elektro zayıf teorisi | W + , W - , Z 0 | 80, 80, 91 | 10 -5 | 10 −18 |
-de |
Yerçekimi | Genel görelilik | graviton (varsayılan) |
0 | 10 -40 | ∞ |
XIX inci yüzyıl gördü elektrik ve manyetizma birleşmesine . Sırasında XX inci yüzyıl, electrozayıf teori ilk (zayıf etkileşim ile birleşme elektromanyetizma için geliştirilmiştir Abdus Salam , Steven Weinberg , Sheldon Glashow , Fizik 1979 Nobel Ödülü). Güçlü etkileşim, 1970'lerde, ilk ikisi, daha sonra Standart Model olan parçacık fiziği ile birleştirilebilirdi , bunun öngörüleri kısa bir süre sonra parçacık hızlandırıcılarda doğrulanmıştır . Bununla birlikte, bu etkileşimler ortak bir çerçevede tanımlansa bile, eşleme sabitleri olarak da adlandırılan üç kuvvetin yoğunlukları aynı değildir. Bununla birlikte, bu sabitler yalnızca yaklaşık bir anlamda sabittir. Değerleri, ilgili enerji aralığına bağlı olarak değişir. Zayıf etkileşimin eşleşme sabitinin elektromanyetizmanınkinden çok daha hızlı değiştiği gerçeği, birleşmelerini nispeten kolaylaştırdı ve bu birleşmenin deneysel olarak doğrulanmasını sağladı. Karşılaştıkları enerjilerin aralığı, hızlandırıcılarla ilgili deneyler için hala erişilebilir durumdadır. Büyük birleşme
teorilerinin amacı, bir yandan, aynı bağlantı sabitini paylaştıkları üç kuvvetin birleşik bir tanımını sağlamaktır (açıklama, 10 15 GeV mertebesinde çok büyük enerji ölçeklerinde geçerli olacaktır ), ve diğer yandan, şu anda gözlemlediğimiz enerji ölçeklerinde üç kuvvet arasındaki bu simetrinin kırıldığı bir mekanizma.
Son olarak, tüm bu açıklamalar, Planck ölçeğine göre 10 18 GeV düzeyinde , dahil olan enerjiler düşük olduğu sürece etkisi ihmal edilebilir kalan , ancak etkin eşleşme sabiti olan yerçekiminden bahsetmemektedir . Bu enerji diğerininkine katılır. etkileşimler. Big Bang teorisinin bize, Evrenin ilk anlarında Planck çağı denen çok sıcak ve çok yoğun bir evre yaşadığını bildirdiği gibi, bu ilkel evrenin doğru bir tanımının emrinde bir kuantum teorisine sahip olması gerektiği kabul edilir. yerçekimi . Bu kuantum yerçekimini sağlamak için birkaç aday teori geliştiriliyor. Bu bir taraftan ise sicim teorisi de (biz bahsettiğiniz bu ölçeklerde diğer etkileşimleri tarif etmenin kendisini nesnel setleri bütün teorisi ve) döngüler ile kuantum yerçekimi dahil etmeden yerçekimi açıklamak sadece quantically daha az iddialı ve amaçları diğer etkileşimler.