Matemaatikas on võimalik ravida ja opereerida nii lõpmata suurte kui ka väikeste kogustega. Seega, kui tegemist on lõpmata väikesega, on meil olemas mõiste „punkt”, mida kirjeldatakse kui elementi, millel puudub mõõt, maht või pindala, see tähendab, et sellel puudub suurus ja see määrab ruumi asukoha. Ehkki neil puudub mõõde, on punktid matemaatiliste arvutuste tegemisel põhilised.

Seevastu füüsikas, kui tegemist on reaalsete objektidega, kui need on nii väikesed - näiteks Quarksist väiksemad - mis on mateeria põhilised elemendid -, valemid ei tööta, tuues kummalisi tulemusi, tavaliselt lõpmatu. Nii et kui proovime kirjeldada midagi pisikeses ruumis olevatele jõududele reageeriva punkti proportsioonist, muutuvad asjad keeruliseks.

Ehkki matemaatikutele on ääretult väikeste suuruste ja vahemaadega tegelemine täiesti mugav, imestavad füüsikud, kas väikseima võimaliku objekti jaoks on piir või on seal lõpmata väike ruum. Kui arvestada nendes tingimustes gravitatsiooni, siis lõpmata väikestes mõõtmetes, muutub see jõud lõpmatuks, hävitades ruumi moodustava „kanga“ ja luues mustade aukude vahu.

Punktid

Kujutise allikas: reprodutseerimine / CERN

Inimkond avastas läbi ajaloo - koos kreeklastega -, et aines koosneb aatomitest ja hiljem (koos JJ Thomsoniga), et aatomid koosnevad elektronidest. Siis õnnestus 1930ndatel Suurbritannia füüsikute paaril Waltonil ja Cockcroftil aatomituum osakestekiirendiga eraldada. See oli alles algus ...

Pärast seda oleme järjestikuste katsete ja tehnoloogilise arengu kaudu - ja üha võimsamate osakeste kiirendite ehitamise kaudu - avastanud, et aatomite tuumad koosnevad prootonitest ja neutraalidest ning need omakorda koosnevad kvarkide poolt.

Ehkki tundub, et mateeria peamised ehitusplokid on “osakesed”, pole kvarke ja elektrone tänapäevaste osakeste kiirendite kaudu veel võimalik jagada.

Teooriad

Kujutise allikas: reprodutseerimine / CERN

Sellest probleemist möödahiilimiseks ning lõpmata väikeste proportsioonide ja tühikutega tegelemiseks tugineb kvantfüüsika mõnele paralleelsele alternatiivile - teooriale - näiteks laine-osakese duaalsusele või Heisenbergi ebakindluse põhimõttele, mis käsitleb võimatust määrata samaaegselt milline on osakese kiirus (või energia) ja asukoht antud hetkega.

Sellega seoses on kaks teooriat - mida pole praktikas veel tõestatud. Võib eeldada, et väikseim "asi" universumis on palju väiksem kui kvargid. Tegelikult oleks see midagi tõelist ja käegakatsutavat, piiratud suurusega, ehkki palju, palju väiksem kui ükski teadaolev osake, ja selle teooriaga üritati tõestada, et Higgsi boson avastati.

Kujutise allikas: reprodutseerimine / CERN

Teine teooria on keelpillid ja ülivõrgud, milles füüsikud teoretiseerivad, et osakeste asemel oleksid universumi väikseimad asjad lõpmata õhukesed - kuid teatud pikkusega - keelpillid, mis vibreeriksid nagu viiuli keel. Iga tüüpi vibratsioon vastaks standardmudeli poolt kirjeldatud osakesele, see tähendab elektronile, kvargile ja nii edasi, rääkimata sellest, et nendes teooriates töötab idee kuni üheteistkümne mõõtmega, mis viitab võimalusele, et on olemas paralleelsed universumid.

Vastused?

Ehkki need on põnevad ja seletavad potentsiaalselt kõige väiksemat asja universumis - ja mis oleks põhiline element, mis aine moodustab -, tuleb neid tõestatud teooriaid laboris korrata. Ja kuigi füüsika on viimastel aastakümnetel jõudnud kaugele, ei ole me veel kaugelt vastanud sellistele küsimustele nagu “kui lõpmata suur” ja “kui lõpmata väike” universum on.