воз­душ­ный ша­рик с руч­кой Все­лен­ная — это

Су­ще­ству­ют ли дру­гие из­ме­ре­ния, что мож­но уви­деть в «кро­то­вой но­ре», мож­но ли вы­рас­тить чер­ную ды­ру, по­че­му Все­лен­ная уско­ри­ла рас­ши­ре­ние и бы­ла ли у нее пред­ше­ствен­ни­ца

Novaya Gazeta - - ЭВРИКА - Вя­че­слав НЕДОГОНОВ — спе­ци­аль­но для «Но­вой»

— Ва­ле­рий Ана­то­лье­вич, толь­ко что за­кон­чи­лась Но­бе­лев­ская неде­ля, и, ка­жет­ся, в этом го­ду осо­бых про­ры­вов в на­у­ке не слу­чи­лось. Вро­де бы все важ­но, но не по­ки­да­ет ощу­ще­ние, что на­у­ка топ­чет­ся на ме­сте. Вам не ка­жет­ся, что все как-то мел­ко­ва­то? Мы по-преж­не­му по­зна­ем Все­лен­ную, гля­дя в те­ле­ско­пы, как и Га­ли­лео Га­ли­лей. Ни­че­го не из­ме­ни­лось. А уж за по­след­ние де­ся­ти­ле­тия со вре­ме­ни от­кры­тия Боль­шо­го взры­ва уче­ные и во­все в ту­пи­ке.

— Нет, это не так. За по­след­нее вре­мя в изу­че­нии окру­жа­ю­ще­го нас ми­ра про­изо­шли до­воль­но боль­шие от­кры­тия и по­яви­лись по­ис­ти­не ре­во­лю­ци­он­ные тео­рии. Про­сто мно­гие из них еще не на­шли сво­е­го экс­пе­ри­мен­таль­но­го под­твер­жде­ния.

— Хо­ро­шо, да­вай­те кон­крет­нее. Как устро­е­на Все­лен­ная? Что но­во­го мы про нее узна­ли кро­ме то­го, что она бес­ко­неч­на?

— Преж­де все­го, мы уве­рен­но мо­жем го­во­рить на ос­но­ве на­блю­да­тель­ных дан­ных не про всю Все­лен­ную, а про ту часть, что до­ступ­на на­блю­де­нию. И это вполне ко­неч­ные раз­ме­ры. По­че­му ко­неч­ные? По­то­му что мы ви­дим свет, ис­хо­дя­щий из объ­ек­тов во Все­лен­ной, и этот свет был из­лу­чен не рань­ше, чем 14 млрд лет на­зад. А рань­ше ни­че­го не из­лу­ча­лось, по­то­му что Все­лен­ная бы­ла за­пол­не­на непро­зрач­ной и го­ря­чей плаз­мой.

При этом ви­ди­мая часть Все­лен­ной еще боль­ше: она со­став­ля­ет 45 млрд лет. Но это про­ис­хо­дит по­то­му, что Все­лен­ная с мо­мен­та сво­е­го Боль­шо­го взры­ва по­сто­ян­но рас­ши­ря­ет­ся.

Но за этой ви­ди­мой на­ми сфе­рой Все­лен­ная про­дол­жа­ет­ся, про­сто уви­деть мы там ни­че­го не мо­жем и ни­че­го о том, как там все устро­е­но, не зна­ем. Мы да­же не зна­ем, ка­ков ее пол­ный раз­мер. Од­но толь­ко мож­но ска­зать — он го­раз­до боль­ше этих 45 млрд све­то­вых лет. Я вам ска­жу так: там даль­ше она ли­бо огром­на, ли­бо бес­ко­неч­на.

— Изна­чаль­ный ку­со­чек плаз­мы взо­рвал­ся — и по­лу­чи­лось это все? Ра­з­умом не по­стичь.

— Опять не так. Сей­час по­нят­но, что это был не взрыв, как мы при­вык­ли его по­ни­мать. Ско­рее как на­дув­ной ша­рик: из ма­лень­ко­го пу­зырь­ка он рав­но­мер­но рас­ши­ря­ет­ся во все сто­ро­ны. Нам слож­но это по­стичь, по­то­му что мы с ва­ми как бы си­дим на по­верх­но­сти это­го ша­ри­ка. Ша­рик вез­де оди­на­ко­вый, это не взрыв.

— Итак, мы си­дим на по­верх­но­сти ша­ри­ка, и кто-то неви­ди­мый все на­ду­ва­ет и на­ду­ва­ет его. Это уже не кос­мо­ло­гия, а бли­же к ре­ли­гии. Вам не ка­жет­ся?

— Не ка­жет­ся. Про окру­жа­ю­щее нас про­стран­ство мы до­воль­но хо­ро­шо все изу­чи­ли. Да, Все­лен­ная рас­ши­ря­ет­ся. Сна­ча­ла с за­мед­ле­ни­ем, а те­перь сно­ва с уско­ре­ни­ем.

— По­до­жди­те, как с уско­ре­ни­ем? С че­го ей уско­рять­ся? Ес­ли на­ду­вать ша­рик, то со вре­ме­нем на­ду­вать его все труд­нее, и этот про­цесс за­мед­ля­ет­ся. Что-то не схо­дит­ся.

— По­че­му сна­ча­ла рас­ши­ре­ние за­мед­ля­лось — по­нят­но. Речь идет о ма­те­рии, и ско­рость раз­ле­та ча­стиц дей­стви­тель­но со вре­ме­нем па­да­ет. А вот по­че­му те­перь идет уско­ре­ние — это тай­на. И, по­хо­же, во Все­лен­ной есть необыч­ная суб­стан­ция, ко­то­рая устро­е­на так, что на­чи­на­ет уско­рять раз­бег. Мы на­зы­ва­ем ее тем­ной энер­ги­ей. Сво­е­го ро­да ан­ти­гра­ви­та­ция.

— И от­ку­да она взя­лась?

— Ни­кто не зна­ет. Из­вест­но толь­ко, что она есть, но не­по­нят­но, что это та­кое. Мо­жет быть, это кос­мо­ло­ги­че­ская по­сто­ян­ная. Вы пред­ставь­те се­бе, что плот­ность этой энер­гии не ме­ня­ет­ся со вре­ме­нем, это уди­ви­тель­но!

Вы спра­ши­ва­е­те, от­ку­да она взя­лась? Ду­маю, она су­ще­ство­ва­ла с са­мо­го на­ча­ла. Но бы­ла очень ма­лень­кая, а со вре­ме­нем, ко­гда Все­лен­ная рас­ши­ри­лась и ста­ла до­воль­но пу­стын­ной, тем­ная энер­гия, остав­шись ве­ли­чи­ной по­сто­ян­ной, ста­ла в этой пу­сто­те мощ­ной си­лой и по­след­ние 7–8 млрд лет уже са­ма дик­ту­ет по­ве­де­ние Все­лен­ной. За­став­ля­ет ее раз­бе­гать­ся все ско­рее и ско­рее.

— Что же даль­ше?

— А неиз­вест­но. Как она даль­ше се­бя бу­дет ве­сти, мы не зна­ем.

— Но рань­ше счи­та­ли, что Все­лен­ная ко­гда-то все же за­кон­чит свое рас­ши­ре­ние и сно­ва нач­нет сжи­мать­ся.

— Мо­жет быть, бу­дет схло­пы­вать­ся, а мо­жет, бу­дет рас­ши­рять­ся веч­но.

— Пря­мо му­раш­ки по ко­же. Как же так? Все име­ет свое на­ча­ло и свой ко­нец.

— Это в на­шей с ва­ми жиз­ни. А Все­лен­ная од­на­жды ро­ди­лась и те­перь бу­дет жить веч­но. И ска­жу вам, что это наи­бо­лее ве­ро­ят­ный сце­на­рий.

— А мы эту веч­ную Все­лен­ную по­преж­не­му раз­гля­ды­ва­ем в ба­наль­ный те­ле­скоп.

— А во что при­ка­же­те раз­гля­ды­вать? Все, что при­хо­дит к нам из глу­бин Все­лен­ной, ле­тит со ско­ро­стью све­та, а быст­рее этой ско­ро­сти в при­ро­де ни­че­го не су­ще­ству­ет.

— Но ведь это для Веч­но­сти — ско­рость нето­роп­ли­во­го «кос­ми­че­ско­го осли­ка».

— Да, ско­рость неболь­шая. Один све­то­вой год — это рас­сто­я­ние до бли­жай­шей звез­ды. Но боль­ших-то ско­ро­стей нет.

— А мо­жет, и есть, но мы об этом ни­че­го не зна­ем. Хо­ро­шо, со све­том все по­нят­но, но ведь про­стран­ство не ли­ней­но: оно как-то сво­ра­чи­ва­ет­ся, из­ги­ба­ет­ся, и мож­но про­ткнуть его и… мг­но­вен­но ока­зать­ся в дру­гих ми­рах.

— Да. Та­кая тео­рия есть, и она вполне са­мо­со­гла­со­ван­на, в ней мож­но про­во­дить рас­че­ты. Со­глас­но этой тео­рии, мож­но в од­ну се­кун­ду по­пасть от­сю­да в со­звез­дие Ан­дро­ме­ды, и это, ко­неч­но, бу­дет быст­рее ско­ро­сти све­та. Оста­лось ма­лость: найти в окру­жа­ю­щем нас про­стран­стве та­кие «дыр­ки», их на­зы­ва­ют «кро­то­вые но­ры».

— А как это долж­но вы­гля­деть?

— Утвер­жда­ет­ся, что из этих «ды­рок» долж­но ид­ти осо­бен­ное из­лу­че­ние.

— Ну вот, оста­лось толь­ко ту­да ныр­нуть. В аме­ри­кан­ском филь­ме «Ин­тер­стел­лар», сце­на­рий к ко­то­ро­му на­пи­сал ваш кол­ле­га Кип Торн, имен­но та­ким об­ра­зом че­ло­ве­че­ство на­шло се­бе но­вый дом.

— Я зна­ком с Ки­пом Тор­ном, но при всем мо­ем к нему ува­же­нии ныр­нуть в «кро­то­вую но­ру» в обо­зри­мом бу­ду­щем не по­лу­чит­ся. Эти объ­ек­ты ес­ли и бу­дут най­де­ны, то они от­сто­ят от Земли на огром­ные рас­сто­я­ния. Но, по­вто­ряю, тео­ре­ти­че­ски та­кое воз­мож­но.

— И вот мы влез­ли в «кро­то­вую но­ру». Что там уви­дим?

— Пред­ставь­те се­бе обыч­ную ги­рю. Мы оби­та­ем на по­верх­но­сти ее ша­ра, а еще ведь су­ще­ству­ет руч­ка. Дви­га­ясь вдоль по­верх­но­сти ша­ра, мы бу­дем до­воль­но дол­го пе­ре­ме­щать­ся, а по­пав на руч­ку, мы быст­ро ока­жем­ся со­всем в дру­гом ме­сте на­шей ги­ри. А ес­ли та­кие «руч­ки» су­ще­ству­ют и внут­ри на­шей «ги­ри», то мы смо­жем быст­ро пу­те­ше­ство­вать внут­ри все­го ша­ра, то есть на­шей Все­лен­ной.

— А не по­мо­гут ли в этих пу­те­ше­стви­ях, на­при­мер, уже упо­мя­ну­тые чер­ные ды­ры?

— Нет, вряд ли. Хо­тя на сто про­цен­тов го­во­рить о том, как они устро­е­ны, я бы не стал, но все про­цес­сы, ко­то­рые в этих «ды­рах» про­ис­хо­дят, в об­щем-то нам из­вест­ны. Чер­ная ды­ра — это по­гло­ти­тель энер­гии, и са­мое ин­те­рес­ное, что в ней есть, — мик­ро­ско­пи­че­ский сгу­сток ма­те­рии в ее цен­тре. И как раз то, что про­ис­хо­дит в этой до неве­ро­ят­но­сти сжа­той точ­ке ма­те­рии, ни­кто по­ка не зна­ет.

— А вдруг там рож­да­ет­ся но­вая Все­лен­ная, та­кие за­ро­ды­ши но­вых ми­ров?

— От­ку­да вы зна­е­те? (Сме­ет­ся.) Мы же не мо­жем ту­да за­лезть.

— За­лезть не мо­жем, но пом­ню, что несколь­ко лет на­зад в ми­ре был на­сто­я­щий пси­хоз во­круг Боль­шо­го ад­рон­но­го кол­лай­де­ра. Де­с­кать, там вот-вот ро­дит­ся чер­ная ды­ра и всех нас не­мед­лен­но по­гло­тит. Зна­чит, чи­сто тео­ре­ти­че­ски чер­ную ды­ру мож­но все-та­ки искус­ствен­но со­здать?

— БАК ис­сле­ду­ет вза­и­мо­дей­ствие ча­стиц на очень ма­лых рас­сто­я­ни­ях. До ка­ких-то раз­ме­ров вза­и­мо­дей­ствия на­ми до­воль­но хо­ро­шо изу­че­ны и под­чи­ня­ют­ся из­вест­ным за­ко­нам. Но ес­ли рас­сто­я­ния умень­ша­ют­ся, на­при­мер, до 10 в ми­нус 18-й сте­пе­ни сан­ти­мет­ра, то там, воз­мож­но, дей­ству­ет ка­кая-то дру­гая фи­зи­ка. Ну, на­при­мер, рез­ко воз­рас­та­ют гра­ви­та­ци­он­ные си­лы. И вот то­гда ве­ро­ят­но рож­де­ние чер­ной ды­ры. Но по­ка мы, про­ник­нув в этот су­пер­мик­ро­мир, ни­че­го кро­ме бо­зо­на Хиггса не об­на­ру­жи­ли. И не ис­клю­че­но, что уже и не об­на­ру­жим.

— А не об­на­ру­жим ли мы там ту са­мую тем­ную энер­гию, о ко­то­рой го­во­ри­ли в на­ча­ле?

— По­ка не вид­но. Хо­те­лось бы по­тро­гать, но нет идей, как это сде­лать. На­вер­ное, у ис­сле­до­ва­те­лей по­ка фан­та­зии не хва­та­ет. Бу­дет чем за­нять­ся мо­ло­до­му по­ко­ле­нию фи­зи­ков.

— Вс­пом­ним ис­то­рию с от­кры­ти­ем ней­три­но. То­же все го­во­ри­ли, что невоз­мож­но, а че­рез два­дцать лет на­шли.

— Мо­жет, и так. В трид­ца­тых го­дах про­шло­го ве­ка Па­у­ли, пер­во­от­кры­ва­тель ней­три­но, пи­сал сво­е­му дру­гу, что, де­с­кать, я сде­лал ужас­ную вещь: ввел в оби­ход тео­ре­ти­че­ской фи­зи­ки ча­сти­цу, ко­то­рую ни­кто ни­ко­гда не от­кро­ет. А ведь дей­стви­тель­но — от­кры­ли че­рез два­дцать лет!

— То есть ку­да ни кинь — всю­ду тай­ны, всю­ду мы че­го-то не зна­ем или еще не зна­ем. А вот лич­но вы: ка­кую тай­ну ми­ро­зда­ния от­кры­ва­е­те, над чем ра­бо­та­е­те?

— Лич­но ме­ня боль­ше все­го ин­те­ре­су­ют те са­мые пер­вые мгно­ве­ния рож­де­ния Все­лен­ной. Мы зна­ем, что во Все­лен­ной бы­ли ко­гда-то звер­ские тем­пе­ра­ту­ры и быст­рое рас­ши­ре­ние.

А вот что бы­ло до это­го? В ми­ре сей­час по­пу­ляр­на ин­фля­ци­он­ная тео­рия,

Мы зна­ем че­ты­ре из­ме­ре­ния: дли­на, ши­ри­на, вы­со­та и вре­мя, а есть еще шесть

со­глас­но ко­то­рой до го­ря­чей ста­дии во Все­лен­ной бы­ло что-то по­хо­жее на со­вре­мен­ную тем­ную энер­гию, толь­ко она име­ла огром­ную плот­ность, и это при­во­ди­ло к рас­ши­ре­нию с ги­гант­ским уско­ре­ни­ем. А что, ес­ли на­обо­рот: до го­ря­чей ста­дии Все­лен­ная бы­ла та­кой же пу­стын­ной, как и се­го­дня, по­том ста­ла сжи­мать­ся, пре­вра­ти­лась в сгу­сток энер­гии и сно­ва на­ча­ла рас­ши­рять­ся?

— То есть до на­шей Все­лен­ной мог­ла быть еще од­на?

— Вот вы пред­ставь­те: са­мые-са­мые пер­вые мгно­ве­ния на­ча­ла эво­лю­ции, а Все­лен­ная уже та­кая же, как и сей­час. — А как это мож­но про­ве­рить?

— Зву­чит уди­ви­тель­но, но из той пер­вой Все­лен­ной до нас мо­гут до­хо­дить сиг­на­лы… — Что, там бы­ла ра­зум­ная жизнь? Вы шу­ти­те!

— Про ра­зум­ную жизнь не мо­гу ска­зать, хо­тя по­че­му бы и нет: в на­шей же Все­лен­ной есть как ми­ни­мум мы. А сиг­на­лы — это осо­бо тон­кие свой­ства Все­лен­ной, они — в рас­пре­де­ле­нии плот­но­сти ве­ще­ства по Все­лен­ной. В об­щем, я счи­таю, что сиг­на­лы из той пер­во­на­чаль­ной Все­лен­ной вполне мо­гут быть. Ес­ли же Все­лен­ная про­изо­шла из сгуст­ка энер­гии, ко­то­рый на­чал рас­ши­рять­ся в ин­фля­ци­он­ном ре­жи­ме, то долж­ны быть най­де­ны ре­лик­то­вые гра­ви­та­ци­он­ные вол­ны. Это вол­ны с ги­гант­ски­ми пе­ри­о­да­ми в мил­ли­ар­ды лет. Их сей­час ак­тив­но ищут. Ес­ли най­дут, зна­чит, пра­вы апо­ло­ге­ты ин­фля­ци­он­ной тео­рии, ес­ли нет — у ме­ня есть шанс.

— А мо­жет быть, взять на во­ору­же­ние по­пу­ляр­ную тео­рию струн? Го­во­рят, она вполне точ­но объ­яс­ня­ет окру­жа­ю­щий мир. Мол, все, что во­круг нас, — это все­го лишь виб­ра­ции неких струн. Про­сто и по­нят­но. Весь мир — од­на сплош­ная виб­ра­ция.

— То, о чем вы го­во­ри­те, это, стро­го го­во­ря, не тео­рия струн, а вполне се­бе су­ще­ству­ю­щая виб­ра­ция по­лей в ва­ку­у­ме. Есть пу­сто­та, в ней по­яв­ля­ют­ся и ис­че­за­ют ча­сти­цы, ко­то­рые яв­ля­ют­ся виб­ра­ци­я­ми по­лей. — А го­ря­чая Все­лен­ная, а ны­неш­няя пу­стая? Это то­же виб­ра­ции?

— Вот смот­ри­те. Есть пар. Он вполне се­бе раз­ре­жен­ный. Что с ним де­лать, ес­ли не зна­ешь, не­по­нят­но. Но ес­ли вы его силь­но со­жме­те, по­явит­ся жидкость, еще силь­нее — рас­ка­лен­ная плаз­ма, а при этом сам пар — это та­кие же ча­сти­цы, и они яв­ля­ют­ся виб­ра­ци­я­ми по­лей в ва­ку­у­ме. Тео­рия струн как раз ни­че­го из су­ще­ству­ю­щих зна­ний не опро­вер­га­ет. Она про­сто пы­та­ет­ся «по­же­нить» кван­то­вую и гра­ви­та­ци­он­ную фи­зи­ку. И та, и дру­гая в от­дель­но­сти хо­ро­шо изу­че­ны, но нуж­на об­щая тео­рия, ко­то­рая бы объ­яс­ня­ла, как устро­ен весь мир, про­ще го­во­ря, мир ча­стиц и мир боль­шой Все­лен­ной.

Как все хо­ро­шо на­чи­на­лось! Аме­ри­кан­ский фи­зик Эд­вард Вит­тен трид­цать лет на­зад при­е­хал в Моск­ву и до­кла­ды­вал на се­ми­на­ре в ФИАНе. Го­во­рил, дай­те вре­мя, и мы вы­чис­лим с по­мо­щью этой тео­рии все на све­те — и мас­су элек­тро­на, и за­ряд про­то­на, пред­ска­жем, что про­ис­хо­дит на сверх­ма­лых рас­сто­я­ни­ях.

И вот про­шло трид­цать лет. И ока­за­лось, что да, тео­рия струн мо­жет все это пред­ска­зать, но толь­ко в од­ном ва­ку­у­ме (об­раз­но го­во­ря, в од­ном ми­ре), а все­го их в этой тео­рии 10 в пя­ти­со­той сте­пе­ни «штук». — Это бес­ко­неч­ная ве­ли­чи­на!

— Прак­ти­че­ски да. И сколь­ко на­до про­ве­сти экс­пе­ри­мен­тов, что­бы по­нять, в каком ми­ре мы на­хо­дим­ся. В об­щем, к боль­шо­му разо­ча­ро­ва­нию по­клон­ни­ков этой тео­рии, все за­глох­ло.

— Я чи­тал, что Вит­тен в рам­ках сво­ей тео­рии пред­ска­зал 10 су­ще­ству­ю­щих из­ме­ре­ний. Это мож­но как-то по­нять?

— Это еще до него при­ду­ма­ли. Но что тут та­ко­го? Мы зна­ем че­ты­ре из­ме­ре­ния: дли­на, ши­ри­на, вы­со­та и вре­мя, а есть еще шесть. — И где они?

— А они очень ма­лень­кие. Их мо­жет «уви­деть» толь­ко эле­мен­тар­ная ча­сти­ца. Эти из­ме­ре­ния скру­че­ны в тру­боч­ку. Обыч­ный элек­трон ле­та­ет вдоль этой труб­ки. Но ес­ли при­дать ему мощ­ную энер­гию, дли­на его вол­ны ста­нет го­раз­до мень­ше — раз­ме­ра­ми при­мер­но с эту са­мую тру­боч­ку, и он по­ле­тит не вдоль труб­ки, а по­пе­рек нее. При этом ста­нет го­раз­до тя­же­лее. Как раз сей­час на Боль­шом ад­рон­ном кол­лай­де­ре пы­та­ют­ся найти та­кой элек­трон.

— Так это зна­чит, что ес­ли пред­ста­вить се­бе че­ло­веч­ка раз­ме­ром с элек­трон, он с по­мо­щью но­вых из­ме­ре­ний смо­жет по-дру­го­му пу­те­ше­ство­вать в про­стран­стве? Чем не но­вые воз­мож­но­сти по­зна­ния Все­лен­ной!

— Да, воз­мож­но та­кие «мик­ро­про­во­лоч­ки» из­ме­ре­ний и су­ще­ству­ют в на­шей Все­лен­ной, но се­го­дня это пред­по­ло­же­ние ни­чем не под­твер­жде­но и вы­гля­дит фан­та­сти­кой.

Мож­но в од­ну се­кун­ду по­пасть от­сю­да в со­звез­дие Ан­дро­ме­ды. Оста­лось ма­лость: найти в окру­жа­ю­щем нас про­стран­стве та­кие «дыр­ки», их на­зы­ва­ют «кро­то­вые но­ры»

Ака­де­мик Рос­сий­ской ака­де­мии на­ук, глав­ный на­уч­ный со­труд­ник от­де­ла тео­ре­ти­че­ской фи­зи­ки Ин­сти­ту­та ядер­ных ис­сле­до­ва­ний РАН, про­фес­сор МГУ им. Ло­мо­но­со­ва Ва­ле­рий РУБАКОВ — о том, как устро­ен наш мир.

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.