Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №06

• Название: Вокруг Света 2006 №06
• Автор: Вокруг Света
• Жанр: Путешествия и география

---

Нет и не может быть между нашими и зеркальными частицами ничего общего — ни сильного, то есть ядерного, ни слабого, ни электромагнитного взаимодействия, одна лишь гравитация. А если бы существовало даже самое незначительное электромагнитное взаимодействие, его бы обязательно заметили и в некоторых опытах с элементарными частицами результаты получались бы другими. Увы, «потрогать» зеркальные частицы нашими, обычными, приборами нереально. Поэтому возможность экспериментально обнаружить зеркальное вещество представлялась авторам весьма сомнительной. Но в праве на существование они зеркальным частицам не отказали.

Вполне вероятно, что идея зеркальной материи так и осталась бы достоянием узкого круга специалистов, если бы не проблема темной материи, в решение которой гипотеза о материи зеркальной вписывается на редкость удачно.

Сколько весит новый мир

Свежую волну интереса ученых и публики к зеркальной материи вызвали работы австралийского физика Роберта Фута из Физической школы Мельбурнского университета, хотя серьезные люди отнеслись к ним скептически. Идея зеркальной материи увлекла Фута чрезвычайно, но вывод о том, что материя эта, по определению, не может обмениваться с нашей никакими видами энергии, кроме гравитационной, ему не понравилась. Ведь в таком случае задача становилась слишком трудной и скорого решения не обещала. И Фут придумал лазейку! Он предположил, что обе материи, наша и зеркальная, все-таки могут взаимодействовать посредством электромагнитных сил, в миллиарды раз слабее, чем наши протоны и электроны. Ровно так, чтобы невидимку можно было все-таки «потрогать». Дальнейшее оказалось делом техники. Допустив слабое электромагнитное взаимодействие наших частиц с зеркальными, хитрый австралиец обнаружил огромное поле для исследований и предположений. Самыми яркими из его утверждений были, пожалуй, два. Первое касалось поиска зеркальной материи у нас на Земле: в самом деле, зачем искать в космосе то, что лежит под ногами? И второе — искать следует там, где на Землю упали метеориты из зеркального вещества или из его смеси с обычной материей. На повестке дня опять возникла старая, но так и не разгаданная тайна Тунгусского метеорита. Вот он, кусок зеркальной материи, залетевший к нам из космоса, обрадовался Фут. Тело небесное на Землю упало, это — факт. И деревья оно повалило, и камни оплавило, а от него самого даже осколков до сих пор не нашли. А все потому, утверждает Фут, что состояло тунгусское диво из зеркальной материи, и убедиться в этом можно с помощью… центрифуги. В самом деле, если предположить, что в месте падения зеркального метеорита в почве остались его кусочки — нам просто невидимые, то можно взять пробу почвы и тщательно ее взвесить. Затем покрутить этот образец в центрифуге, самой мощной из существующих. После чего опять взвесить. Под действием огромного ускорения, которое в современных центрифугах достигает почти миллиона g (g— ускорение свободного падения), кусочки зеркального метеорита вылетят не только из пробирки, но и из самой центрифуги. Ведь сделанные из обычных земных материалов стенки будут для зеркальных частиц проницаемы. Получившийся остаток — это обычная материя. Теперь достаточно найти разницу в массе образца до и после опыта. Она-то и будет равна весу взятой зеркальной материи. Способ действительно остроумный и очень привлекательный, не будь в его основании изначально ложного допущения в том, что частицы простой и зеркальной материи могут между собой взаимодействовать, притягиваться и составлять некое родство с нашими. А они — не могут, значит, и взять их, увы, невозможно. В образце почвы мы поднимем только наше вещество, зеркальное, как призрак, так на земле и останется, абсолютно к нашим усилиям равнодушное. Более того, непонятно, что может удержать гипотетические частицы от проваливания сквозь землю под действием силы тяжести. Так что лежать на поверхности Земли и ждать, пока их взвесит австралийский физик, зеркальные обломки не будут. С помощью мизерного взаимодействия зеркальной материи и нашей через некие промежуточные нейтрино сегодня пытаются объяснить возникновение гигантских гамма-всплесков, и здесь, в отличие от случая с Тунгусским метеоритом, все построения выглядят вполне реалистично.

Тайна темной материи

Одна из самых интригующих загадок, доставшаяся XXI веку в наследство от века XX, — это, конечно, природа темной материи, или, как ее еще называют, скрытой массы (об этом ВС подробно писал в № 11 2003 года). В самом деле, тот факт, что во Вселенной есть некая невидимая материя, которая явно имеет массу, но которую никакими доступными способами ученые пока зафиксировать не могут, сомнений не вызывает. Не будь таковой, не только звездное небо выглядело бы совершенно иначе, но, возможно, звезд, планет и самой жизни к настоящему времени не было бы. Доказательств тому, что во Вселенной существуют объекты, представляющие собой области с повышенной плотностью неизвестного вещества, причем явно тяжелого — гравитирующего, набралось к настоящему времени предостаточно. И они, эти доказательства, все появляются.

Обнаружены скопления звезд и галактик, которые удерживает друг около друга непонятная, вероятнее всего, гравитационная сила. Расчеты показывают, что удержать это скопление в видимой нам конфигурации может материя, простирающаяся за видимые границы скопления, — так называемое темное гало. Есть и явления гравитационного линзирования и микролинзирования, когда скрытая масса обнаруживает себя, искажая изображения источников излучения или меняя их интенсивность, благодаря чему светящиеся космические объекты как бы «подмигивают» нам.

Сомнений в том, что Вселенная более или менее равномерно заполнена невидимой для нас материей, у астрономов нет. Эта ненаблюдаемая масса, по расчетам, выполненным на основании данных о материи наблюдаемой, составляет более 90% всей массы во Вселенной. Сделаны и другие расчеты, в том числе на основе данных по линзированию и микролинзированию, которые позволили создать карту темной материи, где указана плотность скрытой массы в различных участках Вселенной, в том числе и в нашей Галактике. На долю же материи, которую мы наблюдаем, приходится меньше 10% массы Вселенной. Из чего же сделано все остальное?

На этот вопрос ответа до сих пор нет. Зато есть масса гипотез, среди которых и гипотеза о том, что темная материя, во всяком случае, часть ее, может быть зеркальной.

Невидимое — не значит несуществующее

Зеркальная материя — очень хороший вариант для объяснения природы темной материи, потому что она удовлетворяет двум главным признакам. Во-первых, гравитационно она с нашей, видимой, материей взаимодействовать может. Во-вторых, само зеркальное вещество мы увидеть неспособны по определению. Наши глаза воспринимают электромагнитное излучение от предметов, но как раз этот тип взаимодействия между нашим и зеркальным миром невозможен.

Другой вопрос, вся ли темная материя — зеркальная? Тут мнения ученых не совпадают. Большинство склоняется к тому, что эта субстанция — лишь часть общей массы темной материи, которая может быть наряду с объектами зеркального мира представлена объектами совершенно иной природы — и черными дырами, и бурыми карликами, и скоплениями нейтрино, и всякими разными частицами, более или менее гипотетическими или еще не придуманными. Но прямого равенства масс обычной и зеркальной материи, как это следует из логики рассуждений, ученые отнюдь не ожидают, полагая, что последняя может составлять и 10%, и 90% от общей массы вещества Вселенной. Сколько именно — пока вопрос совершенно умозрительный. Ведь мнения специалистов расходятся даже о доле обычной, наблюдаемой, материи: то ли ее 5%, то ли 10%. Если симметрия абсолютная и распределение массы между барионным (видимым веществом) и небарионным в зеркальном мире происходит таким же образом, как у нас, то на долю зеркальной материи приходятся те же 5 или 10%.

Но может быть ее больше. В макромасштабе строгая симметрия необязательна, в конце концов, в нашем мире между материей и антиматерией точного весового равенства нет.

Еще один важный вопрос — могут ли существовать компактные объекты из зеркальной материи, и если да, то где они находятся?

По мнению Льва Окуня, зеркальная материя способна, так же как и материя обычная, образовывать атомы, молекулы, а при благоприятных космологических условиях — звезды, планеты и жизнь. Но где же они, эти зеркальные объекты? Предположение, что Земля наполовину состоит из обычной материи, а наполовину — из зеркальной, неверно. Это доказали и сам Окунь, и другие исследователи — Сергей Блинников, Максим Хлопов, которые рассматривали вопрос о возможном существовании зеркального вещества в пределах Солнечной системы. Создав первую космогонию для зеркальной материи еще в 1979 году, ученые показали, что внутри Земли ее практически нет, а внутри Солнца могло бы быть совсем чуть-чуть — одна миллионная доля по массе, не больше.