Théorie des champs unifiés ou théorie du tout (TOE)

La théorie du tout est également connue sous le nom de théorie des champs unifiés. C'est le moyen tant attendu de relier tous les phénomènes disponibles pour comprendre le comportement et la nature de la matière et de l'énergie. En physique, un champ désigne une zone sous l'influence d'une force quelconque, comme la gravité ou l'électricité, par exemple. Une théorie unifiée du champ combinerait les aspects apparemment contradictoires de différentes théories en un ensemble complet d'équations. Une telle théorie pourrait potentiellement dévoiler tous les secrets de la nature et rendre possible une myriade de merveilles, notamment des avantages tels que le voyage dans le temps et une source inépuisable d'énergie propre, entre autres. Michio Katu est un physicien théoricien du City College. Il affirme que ceux qui s'intéressent à la théorie du champ unique aimeraient trouver une équation d'un pouce de large qui pourrait leur permettre de "lire dans l'esprit de Dieu".

James Clerk Maxwell a proposé la première théorie des champs, pour l'électromagnétisme, au milieu des années 1800. Au début du XXe siècle, la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein - qui traite de la gravitation - est devenue la deuxième théorie des champs. L'expression "théorie des champs unifiés" a été inventée par Einstein, qui tentait de prouver que l'électromagnétisme et la gravité étaient des manifestations différentes d'un champ fondamental unique. Lorsque la théorie quantique est entrée en scène, le puzzle est devenu plus complexe. La théorie quantique est une théorie qui explique tous les phénomènes au niveau microscopique. Cela inclut les choses visibles à l'œil nu. La théorie de la relativité décrit le comportement et la nature des phénomènes au niveau macro. Les deux théories semblent incompatibles, ce qui laisse perplexe. Peu convaincu que la nature prescrive des modes de comportement totalement différents pour des phénomènes dont l'échelle est simplement différente, Einstein a cherché une théorie qui réconcilierait les deux théories apparemment inconciliables qui constituent la base de la physique moderne.

Alors que l'on sait depuis de nombreuses années que l'électromagnétisme et les forces nucléaires faible et forte peuvent être expliqués à l'aide d'une théorie unique appelée le modèle standard, la gravité n'entre pas dans cette équation. La quête actuelle d'une théorie unifiée des champs (parfois appelée le Saint Graal des physiciens) se concentre en grande partie sur la théorie des supercordes et, en particulier, sur une adaptation connue sous le nom de M-théorie.