В современной физике рассматривается четыре взаимодействия, определяющих строение и свойства материи: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.
Каждое взаимодействие описывается своей теорией и имеет свои механизмы. Физики стремятся обобщить теории так, чтобы все взаимодействия описывались как частные случат единой теории, подобно тому, как уравнения Максвелла совместно описывают электрические и магнитные явления. В 60-е годы физики Янг и Миллс смогли создать объединенную теорию электромагнитного и слабого взаимодействий — теорию электрослабого взаимодействия.
Теория, объединяющая электрослабое и сильное взаимодействия, была создана в конце семидесятых годов. Экспериментального подтверждения она еще не получила. Основные надежды на такое подтверждение связываются с обнаружением явления распада протона, которое предсказывается в рамках этой теории. Однако согласно этой теории время жизни протона составляет 5 млн лет, что входит в противоречие с общепринятым мнением, что время жизни протона больше возраста Вселенной.
Перспективы Великого объединения, которое должно включать все четыре взаимодействия, гораздо более туманны. Основная причина в том, что общепринятая теория гравитационного взаимодействия — общая теория относительности (ОТО) — имеет существенно иную природу, чем теории остальных взаимодействий.
В то время как все остальные взаимодействия описываются квантовыми полевыми теориями, ОТО описывает гравитацию как изменение свойств пространственно-временного континуума. В этом смысле ОТО называют геометрической теорией. Мизнер, Торн и Уиллер в своей знаменитой монографии "Гравитация" даже использую термин "геометродинамика".
Такое геометрическое до недавнего времени считалось несовместимым с квантовыми представлениями. Поэтому в сфере теории гравитации постоянно идут поиски альтернативных теорий гравитации, которые использовали бы традиционный полевой подход.
Однако последние исследования в области математической физики показывает, что геометрическая теория гравитация вполне совместима с квантовыми представленими. Более того, современные методы квантования нелинейных фазовых пространств пользуются именно геометрическим языком для описания получаемых объектов. Общие методы квантования таких нелинейных фазовых пространств (деформационное квантование) были разработаны в конце 90-х годов. Единственная серьезная проблема — операторная реализация получаемых квантовых алгебр.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему