V matematiki je mogoče zdraviti in delovati tako z neskončno velikimi kot majhnimi količinami. Ko gre za neskončno majhno, imamo definicijo "točka", ki je opisana kot element, ki je brez dimenzij, obsega ali površine, torej nima velikosti in določa položaj v prostoru. Kljub temu, da nimajo nobene dimenzije, so točke bistvene pri matematičnih izračunih.

Po drugi strani pa v fiziki, ko gre za resnične predmete, če so le-ti tako majhni - na primer manjši od Quarkov, ki so osnovni elementi, ki sestavljajo materijo - formule ne delujejo, običajno prinašajo čudne rezultate neskončno. Ko poskušamo opisati nekaj deleža točke, ki reagira na sile, ki so prisotne v majhnem prostoru, se stvari zapletejo.

Čeprav se matematiki popolnoma udobno ukvarjajo z neskončno majhnimi velikostmi in razdaljami, se fiziki sprašujejo, ali obstaja omejitev najmanjšega možnega predmeta ali obstaja neskončno majhen prostor. Če v teh razmerah upoštevamo gravitacijo, v neskončno majhnih dimenzijah ta sila postane neskončna, uniči "tkanino", ki tvori prostor in ustvari peno črnih lukenj.

Točke

Vir slike: Reprodukcija / CERN

Skozi zgodovino je človeštvo - z Grki - odkrilo, da je zadeva sestavljena iz atomov, kasneje (z JJ Thomsonom), da so atomi sestavljeni iz elektronov. Potem sta v tridesetih letih Walton in Cockcroft, par britanskih fizikov, uspela ločiti atomsko jedro s pospeševalcem delcev. To je bil šele začetek ...

Od takrat z zaporednimi poskusi in tehnološkim razvojem - ter gradnjo vse močnejših pospeševalcev delcev - ugotovimo, da jedra atomov sestavljajo protoni in nevtralni, ti pa so sestavljeni po kvarkih.

Kljub temu, da se zdi, da so osnovni gradniki materije "delci", danes še ni bilo mogoče deliti kvarkov in elektronov s pomočjo pospeševalcev delcev.

Teorije

Vir slike: Reprodukcija / CERN

Da bi zaobšel ta problem in se spopadel z neskončno majhnimi razmerji in prostori, se kvantna fizika opira na nekatere vzporedne alternative - teorije - na primer dvojnost valov-delcev ali Heisenbergovo načelo negotovosti, ki obravnava nemogoče določiti hkrati je hitrost (ali energija) in položaj delca v določenem trenutku.

V zvezi s tem obstajata dve teoriji, ki ju v praksi še nismo dokazali. Eden domneva, da je najmanjša "stvar" v vesolju veliko manjša od kvarkov. V resnici bi bilo to nekaj resničnega in otipljivega, končne velikosti, čeprav veliko, veliko manjšega od katerega koli znanega delca, in to teorijo je skušal dokazati, da je bil Higgsov bozon odkrit.

Vir slike: Reprodukcija / CERN

Druga teorija so strune in super strune, v katerih fiziki teoretizirajo, da bi bile najmanjše stvari v vesolju namesto delcev neskončno tanke strune - vendar neke dolžine - ki bi vibrirale kot strune violine. Vsaka vrsta vibracij bi ustrezala delcu, ki ga opisuje standardni model, to je elektron, kvark in tako naprej, da ne omenjam, da v teh teorijah delamo z idejo do enajstih dimenzij, kar kaže na možnost, da obstajajo vzporedni vesolji.

Odgovori?

Kljub temu, da so fascinantne in potencialno razlagajo, kaj je navsezadnje najmanjša stvar v vesolju - in kaj bi bil temeljni element, ki sestavlja materijo - je treba te teorije, ki jih je treba dokazati, ponoviti v laboratoriju. In čeprav je fizika v zadnjih desetletjih že daleč, smo še vedno daleč od odgovorov na vprašanja "kako neskončno veliko" in "kako neskončno majhno" je vesolje.