Глава 1 - Вселенная

 

Чулан

 

Ну вот, мы прошли по Вселенской Тропе до тех самых дебрей, где толкутся в недоумении современные ЧЧ. Теперь нужно бы окинуть орлиным взором у кого таковой имеется всю картину жизни Вселенной, как мы себе ее представляем сейчас, на первой ступеньке третьего тысячелетия от Рождества Христова. И заложить в наш чулан эту картинку — в виде кратких «выжимок».

 

 

Картина

 

Вселенной теперь следует, видимо, считать ту гипотетическую «виноградную гроздь», о которой шла речь на Тропе Космологической. Сказать о ее жизни нечто более конкретное мы пока не можем можем только с великим удивлением пытаться представить себе такую конструкцию.

О жизни наблюдаемой части Вселенной то есть о жизни “нашей” ягодки в той виноградной грозди можно сказать чуть больше. Попробуем “step-by-step, как говорят англичане.

 

u Родилась она из знаменитой «сингулярности». Что это такое? Околонаучно: «квантовая флуктуация пространственно-временной метрики»; «квантовая флуктуация “нулевого уровня” мира – вакуума»; более образно: «некий пузырек так называемой пространственно-временной пены». Ну, а если на человеческом языке? Некая минимально возможная (?) область пространства-времени, то есть “зернышко”, квант пространства-времени размером около 10-33 см. (планковская длина), “схлопнутая” или “замкнутая” и содержащая в себе колоссальную энергию (плотность энергии в таком кванте оценивается в 1094 г/см3, это называется планковской плотностью), которая при наступлении подходящих условий может превращаться в более-менее знакомое вещество. Все взаимодействия в таком кванте едины и подчиняются законам суперполя.

Итак, «В Начале было зернышко энергии»

v Когда наступают “подходящие условия” (причины и механизм “раскрытия” такого схлопнутого кванта пока не предложены), калибруется поле тяготения то есть гравитационные силы отделяются от остальных, так сказать, “выходят” из суперполя и начинают “работать” самостоятельно (то есть рождаются гравитоны); начинается «эра быстрого раздувания». В этот период из суперполя выделяются ядерные силы калибруется поле сильного взаимодействия. И в этот же период рождаются хиггсоны.

Итак, «потом рождаются двое никому не родственных одиночек – гравитон Эйнштейна и склярный бозон Хиггса»

w По окончании «эры быстрого раздувания» (10-35 сек.) модель переходит в стандартную фридмановскую. Образуется сначала кварково-глюонная плазма, затем ядерные частицы и легкие ядра и наконец атомы обычного вещества. То есть те самые 19 (или 25?) “семей”, о которых мы толковали на Тропе Микрофизической.

Итак, «затем рождаются 19 (25?) семей обычного вещества»

А уже из них все сущее на Земле…

x «Антигравитации» в природе нет – отметили мы (потом, правда, поправились: может, и есть…).

 

И немедленно «размышлялка»: даже если и нет, не лейте горючих слез, это вовсе не значит, что нельзя использовать гравитацию. Антиветра в природе тоже нет, а парусные суда вот уже полтыщи лет ходят (в том числе и против ветра), всю планету исколесили — и ни разу, между прочим, законов физики не нарушили. Так что понять бы только как она «работает», гравитация, а уж пристроить ее к делу — это-то придумаем, моментально…

 

 

На схеме показаны шаги, включая отдаленное будущее. Шкала времени на ней — логарифмическая, поэтому относитесь внимательно. Так, например, очень маленький отрезок на шкале отвечает времени существования нашего Солнца. В действительности же это время достаточно большое: родившись в период 1017с, Солнце уже живет примерно 10 миллиардов лет и, по оценкам, проживет по крайней мере столько же или даже вдвое больше (до периода 1018с).

Взгляните на нее - может какие мысли явятся.

 

 

Антимир

 

Нельзя не коснуться еще и темы антимира. Мы знаем вещество и антивещество, в лаборатории мы умеем изготовить частицы этого антивещества. И “по идее” антивещество должно бы встречаться во Вселенной (здесь и далее в этой книжке давайте будем под термином Вселенная подразумевать “нашу ягодку” наблюдаемую нами часть) не реже, чем вещество. А его нет. В чем дело? Мы просто еще не открыли антимиры или есть какая-то причина, вследствие которой рождаются только “миры”, а “антимиры” почему-то запрещены? А может, это наш мир антимир, а другие вовсе и не анти?

Придется немного повспоминать. Первой открытой “элементарной” частицей был электрон. Он же стал первым объектом, который не подчинялся законам Ньютона. Для объяснения этого феномена пришлось создать новую науку квантовую механику. Потом Поль Дирак объединил ее свежеиспеченные уравнения с уравнениями теории относительности. И обнаружил, что в этом случае существует два решения: одно соответствует частице “нормальной”, с положительной энергией, а второе частице с отрицательной энергией (и, значит, с отрицательной массой). Сначала он просто отбросил второе решение как мы отбрасываем отрицательное решение в результате типа “требуется ±4 землекопа”. Однако сразу же выяснилось, что отбросить-то не удается: частицы взаимосвязаны и даже могут переходить друг в друга. Многие, наверное, на месте Дирака стали бы искать какое-то другое решение. Но он был твердым приверженцем принципа «простая и красивая теория должна реализовываться в природе; если же она не реализуется, для этого должны быть глубокие основания — и их, стало быть, нужно искать». В здании МГУ есть комната, на стенах которой почетные гости по традиции оставляют какую-нибудь мысль. От Поля Дирака там осталось «Физический закон должен быть математически изящным». А найденные им уравнения были очень изящны, из них выводились как частный случай и уравнения квантовой механики, и законы Ньютона... И Дирак продолжал искать.

Тем временем Вольфганг Паули открыл свой принцип помните, в системе не может быть двух электронов с одинаковыми параметрами, обязательно хоть один параметр должен отличаться. А среди его параметров есть и энергия. И тогда Дирак придумал новый образ: все состояния с отрицательной энергией уже заняты электронами этакое море частиц отрицательных энергий. Если из этого моря выбить электрон, то новое состояние «моря с дыркой» будет обладать по сравнению с первоначальным фоном положительной энергией. И «дырка» станет наблюдаемой, она может перемещаться в «море» и мы будем воспринимать такое перемещение как движение нормальной частицы с положительной энергией. И все было красиво, кроме... наличия такой положительно заряженной частицы: из таких тогда был известен только протон, а он чуть не в 2000 раз тяжелее электрона и в пару ему явно не годился... Пришлось предположить наличие положительно заряженного “брата” электрона. Как тогда шутили физики, идея была похожа на утверждение “У Смита есть брат, но женского пола”. Однако в 1932 году Андерсон (с теорией дырок Дирака он знаком не был) открыл такую частицу в эксперименте (в космических лучах)…

Идея наличия антипартнеров и у двух других частиц протона и нейтрона сразу стала на твердое основание. Их бросились искать... и никак не получалось. Только в 1955 году, когда пустили новый мощный ускоритель в Калифорнии, их нашли сначала антипротон, а через полгода и антинейтрон. Чтобы “сделать” антивещество, потребовалось еще много времени: легкие ядра (антиводород, антигелий...) удалось получить только с пуском мощного ускорителя под Москвой (Серпуховской ускоритель).

Итак, антивещество стало реальностью.

А вот «море с дырками» Дирака долго продолжало оставаться чем-то странным. Удобно все объясняло, но его принципиальная ненаблюдаемость сильно удручала как Вы помните, ЧЧ чрезвычайно не любят такого. Освободиться от этого удалось только с углубленным пониманием структуры вакуума об этом мы уже говорили…

 

Так почему же в Космосе нет антивещества? Ведь искали его там прямо-таки изо всех сил.

Можно, конечно, предположить, что Вселенная лишь в целом то есть вся та виноградная гроздь сбаланси-рована, а в нашем углу его просто нет. Пройдет время найдем где-то подальше. На эту версию работает и Big Bang: антивещество может оказаться в других “ягодках виноградной грозди”.

Однако попытки создания суперполя приводят к более кардинальному и более приемлемому решению. Дело в том, что скорость накопления вещества и антивещества в начальные стадии жизни Вселенной оказывается различ-ной. И тогда ответ на вопрос «где же антимиры?» может оказаться исчерпывающим: «их просто нет сгорели в реакциях аннигиляции еще в первые моменты жизни Вселенной». Идея носит (неофициальное) название “Асим-метричная Вселенная”.

Это наиболее широко “принятый” ныне ответ. Но вовсе не окончательный, это нужно подчеркнуть, может даже дважды!

 

Под конец отметим только еще одну странную вещь. С тех пор, как Пифагор 25 веков назад заявил «Числа правят миром», как Евклид (23 века назад) написал свои «Начала» (где построил систему под названием «Геометрия», которую мы все эти 23 века изучаем в школах), всех причастных ЧЧ не покидает мысль «Почему?». Почему математика так хорошо, полно и адекватно отражает наш мир? Ведь это, казалось бы, совершенно отвлеченная наука, в значительной степени «придуманная» нами самими… Правда, «придуманная» как раз для объяснения явлений природы, но все же почему она так полно совпадает с реальным миром, что же в них общего, в этих двух мирах — реальном и «отвлеченном»?

 

Пожалуй, для Вселенской Тропы достаточно. У кого еще не иссякло терпение — давайте перейдем к следующей главе. Но хотелось бы попросить: не спешите так уж. Посмотрите сначала на некоторых из упоминавшихся здесь ЧЧ. Посмотрите неторопливо и внимательно.

Красивые это люди.

 

 

 

 

 

 

Домой Оглавление Назад Дальше