Александр Волков - Тайны открытий XX века

• Название: Тайны открытий XX века
• Автор: Александр Волков
• Издательство: Вече
• Жанр: Научпоп
• Год: 2006
• ISBN: 5-9533-1146-Х

С каждым новым открытием ученые сталкиваются с очередными загадками и феноменами, которые не поддаются объяснению. В конце XIX века ученые верили, что в науке почти все уже открыто. Но… Прежние проблемы разрешились, и появились десятки других. Тайны подстерегают нас и в космической дали, и в глубинах материи, и даже в повседневной жизни. Сколько еще предстоит открыть! Похоже, что XXI век вновь станет «веком великих научных открытий».

---

Возможно, по этой причине сила гравитации гораздо слабее трех других фундаментальных взаимодействий. Опытным путем было установлено, что закон всемирного тяготения действует, по-видимому, и на расстояниях порядка одной стомиллионной доли миллиметра. К такому выводу пришли исследователи из Индианаполиса, поставившие в 2005 году эксперимент с чрезвычайно чувствительным торсионным маятником. В этом опыте не было обнаружено никаких отклонений, вызванных существованием дополнительных размерностей. В противном случае сила притяжения заметно увеличилась бы. Очевидно, гипотетические размерности свернуты еще компактнее.

По расчетам Георгия Двали и его американских коллег Андрея Грузинова и Маттиаса Залдариаги, «утечка гравитации», могла бы вызвать медленную прецессию орбиты Луны. Пока Луна делает один оборот вокруг Земли, точка ее наибольшего сближения с нашей планетой должна смещаться примерно на полмиллиметра. Однако проверить правильность этой гипотезы пока нельзя, ведь погрешность лазерного дальномера составляет сейчас примерно один сантиметр. Впрочем, сама возможность постановки такого эксперимента радует, отмечает Георгий Двали, ведь «долгое время считалось, что теория струн касается только чрезвычайно малых объектов, и никакой эксперимент не может подтвердить или опровергнуть ее».

Но, может быть, уже в первые десятилетия XXI века удастся доказать обратное, а заодно и подтвердить, пишет Георгий Двали, что «таинственная темная энергия порождена теми силами гравитации, что проникают из видимого мира в скрытые от нас измерения. Там, в этих недоступных нам мирах, наши звезды и галактики, в свою очередь, кажутся чем-то вроде темной энергии». Круг замкнулся, соединив реальность с отражением.

Так, взявшись исследовать открытую недавно темную энергию и начав путешествие там, где о ней еще ничего не знали, мы неожиданно очутились там, где о ней уже ничего не хотят знать. Что ж, остановимся и соберемся с силами для новых странствий по темной стороне Вселенной. В путеводителях недостатка не будет. В ближайшие годы появится немало теорий, описывающих природу этого невидимого и неведомого мира, сказочного «того, не знаю что». И, может быть, загадочный мир темной энергии внезапно исчезнет как морок, растает словно дым. Во всяком случае, Адам Райе и Майкл Тернер, авторитетные исследователи этого мира, не отрицают такой возможности. В их статье, опубликованной на страницах «Scientific American», есть и такие строки: «Не исключено, впрочем, что темной энергии вообще нет и нужно пересмотреть теорию гравитации Эйнштейна».

Пока же, по сообщению журнала «В мире науки», министерство энергетики США и НАСА готовят совместный проект — «Объединенная миссия по изучению темной энергии», или сокращенно JDEM. Ученые надеются, что проект стартует в начале 2010-х годов.

1.4. РАЗГАДЫВАЯ КОД ДИРАКА

В бестселлере Дэна Брауна «Ангелы и демоны» заговорщики планируют стереть с лица земли Ватикан. Для этого им нужно антивещество. Выдумка, конечно? Но впечатление обманывает: исследователи открывают все новые способы применения антивещества; о нем мечтают и космонавты, и медики, и, конечно, военные.

События приняли дурной оборот. В швейцарской лаборатории убит физик-ядерщик. На его груди выгравирован таинственный символ «иллюминатов» — знак секты, что веками борется против церкви и христианской веры. Члены секты затевают неслыханное: они хотят взорвать Ватикан, использовав необычное средство — бомбу из антивещества, похищенного из CERN.

Такова канва романа Дэна Брауна — пока не такого известного, как «Код да Винчи», но, может быть, и более правдивого? Так неужели можно создать оружие из антивещества, оружие, что будет страшнее современных бомб, способных стереть с лица Земли целые города?

Вот и впрямь, в мирной Швейцарии, в расположенных здесь научных лабораториях, ведется изготовление антивещества — самого взрывоопасного вещества во Вселенной. Одна миллионная доля его грамма эквивалентна 38 килограммам тротила, ну а грамма хватит, чтобы произошел взрыв такой силы, что взрыв какой-нибудь атомной бомбы (помните Хиросиму, Нагасаки?) покажется пустяком, легким хлопком перед этой темной силой, бесследно стирающей мир, готовой сравнять его с пустой, безжизненной Вечностью.

Впрочем, пока еще рано говорить об арсеналах оружия неслыханной разрушительной силы. В Европейском центре физики элементарных частиц производят антивещество в таких крохотных количествах, что это не несет угрозы человечеству. Пока еще.

Однако, если ученым удастся нарастить производство антивещества, можно задуматься и об его использовании. Что тогда?

Позитивные адские видения

Конечно, антивещество интересует не только практиков, готовых взорвать чужие города, клерикальные святыни и — «о, да… весь этот шар земной» (У. Шекспир, пер. Б.Л. Пастернака), — но и теоретиков, стремящихся понять, что происходило в первые мгновения после Большого Взрыва. В эти мгновения весь — такой еще крохотный! — Космос был наполнен не только привычным нам веществом, но и его экзотическим «негативным двойником», явившимся к нам сперва из теоретических экскурсов, фантастически открытым на кончике досужего, фантазирующего пера.

Ему, антивеществу, почти 14 миллиардов лет, сколько и нашей Вселенной. И ему, антивеществу, всего каких-то сто лет. Почти ровно столько оно одиноко возникает в научных моделях, поверочных расчетах, смелых гипотезах, странных экспериментах. Сто лет одиноко — на короткие мгновения — рождается в совершенно чуждом ему мире, — мире, где все пяди пространства вплоть до незримых планковских размерностей заполнены привычным нам веществом, темным веществом (темной материей), но никак не антивеществом — тем, что, подобно адским видениям, исчезает при первом соприкосновении с явью.

Британский физик Поль Дирак 

Итак, идея антивещества родилась в головах физиков почти сто лет назад, в конце двадцатых годов XX века. Творцом ее стал британский физик Поль Дирак.

То время было триумфом физики. Все мироздание — от Макрокосма до Микрокосма — было заново исчислено и описано двумя новомодными теориями — общей теорией относительности Альберта Эйнштейна и квантовой теорией.

Немедленно возникло желание объединить две крайности физической науки, «свести к единому знаменателю» атомы и планеты. Этим, в частности, занимался Дирак. Однако из формул, выведенных им, явствовало нечто странное. Наряду с электронами, в этих формулах получали право на жизнь и частицы, точь-в-точь похожие на них, но заряженные положительно, — неслыханная новация для классической физики. С другой стороны, в математическом решении, предложенном Дираком, не было видно изъянов, а весь многовековой опыт приучил ученых к мысли о том, что математика — впрямь «царица наук». Любые предсказания, справедливые с математической точки зрения, неминуемо сбывались — находили свое воплощение в Природе. Что сказано на языке цифр, то не может быть неправдой!

Через несколько лет, второго августа 1932 года, в одном из экспериментов «антиэлектрон» был, действительно, обнаружен. За свой положительный — позитивный — заряд он был удостоен имени «позитрон». В 1955 году были примечены и «антипротоны». Теперь известно, что у всех элементарных частиц есть свои антиподы — античастицы. Знаменитый физик Вернер Гейзенберг назвал открытие антивещества «самым неожиданным открытием XX века».

Так приотворилась дверца в неведомый мир, с которым мы прежде не соприкасались. Ведь любой контакт с ним гибелен. При встрече частиц и античастиц они аннигилируют, уничтожаются. Как пошутил немецкий астроном Рудольф Киппенхан, если человек влюбится в существо из антивещества, пусть их любовь останется платонической, иначе беды не миновать. Что родится от такого союза? Лишь сноп лучей.

Борьба пуруши с пракрити

Когда в 1933 году Поль Дирак (тогда еще тридцатиоднолетний!) получал Нобелевскую премию, он произнес речь, в которой обмолвился, что Земля по случайности состоит из вещества, а не из антивещества. «Возможно, — фантазировал он, — с некоторыми небесными телами все обстоит как раз наоборот». Иными словами, в представлении Дирака, где-то в неизведанной космической дали свершали свой бег антипланеты, обращаясь вокруг антизвезд. По этим антипланетам разгуливали наши зеркальные двойники, антилюди. В своих антигосударствах, шутили записные юмористы от физики, они отстаивали свои антиправа, боролись за свое антидостоинство и увлекались новейшими идеями в области антинауки.

Что же подвигло британского ученого на такой смелый вывод? Ее величество Симметрия, пронизывающая все мироздание от Макрокосма до Микрокосма. С незапамятных времен философы всех народов почитают это «диво дивное» — симметрию, являющую всякой сущности ее отражение, всякому естеству — его противоположность. Даже в индуистских Ведах, древнейшем памятнике культуры индоевропейцев, заходит речь о таинственном равновесии субстанций, слагающих мироздание, — пракрити (веществе) и пуруше (своего рода антивеществе).