Охотники за частицами
Шрифт:
Было высказано предположение, что эта звезда — нейтронная. Правда, оно как будто не подтвердилось.
Когда же родится нейтринная астрономия, когда она научится не только улавливать мощные потоки нейтрино, но и измерять их энергию, тогда можно будет поставить решающий опыт. Вспыхнет где-нибудь сверхъяркая звезда — и немедленно к ней потянутся щупальца обычных и нейтринных телескопов. Ведь при переходе вещества в нейтронное состояние образуется целая туча нейтрино.
И полетят нейтрино вместе с фотонами, прибудут на Землю в один и тот же день, в один и тот же час, и скажут приборы:
А вот еще одна великая загадка. Правда, она мучает ученых не века, а всего лишь сорок лет.
Сорок лет назад американский астроном Хаббл, обработав свои наблюдения спектров далеких галактик, пришел к поразительному выводу: галактики разбегаются друг от друга. Видимая Вселенная расширяется!
И что самое замечательное — расширяется неравномерно. Более далекие галактики убегают друг от друга чуть ли не с околосветовыми скоростями, а более близкие — гораздо медленнее.
Но свет от далеких галактик идет к нам дольше, чем от близких. Поэтому далекие галактики мы сегодня видим с б'oльшим запозданием.
Так выходит, что в небе мы видим всю историю видимой Вселенной. От самых далеких галактик, еще наблюдаемых в современные телескопы, свет идет чуть ли не пять миллиардов лет. Это и значит, что мы видим эти звездные миры такими, какими они были пять миллиардов лет назад.
И оказывается, пять миллиардов лет назад галактики разлетались друг от друга с гигантскими скоростями. А чем позже, тем скорость их разбегания становилась меньше. Создается впечатление, что примерно с десяток миллиардов лет назад произошел какой-то сверхфантастической силы взрыв, который разбросал по небу осколки в виде наблюдаемых звездных миров!
Замечательная теория Эйнштейна (называемая в отличие от той, с которой мы до сих пор имели дело, — общей теорией относительности) с теми уточнениями, которые внес в нее советский ученый Александр Александрович Фридман, предвидит такую возможность как расширение Вселенной. Более того, она говорит, что Вселенная может перестать расширяться, начнет сжиматься до какой-то небольшой области, потом сжатие снова сменится расширением. Вселенная может словно пульсировать, причем период пульсации — многие миллиарды лет!
Но какие причины могут вызвать пульсации — это за пределами возможностей теории Эйнштейна. А причины должны быть исключительно важными. В чем искать их?
Не иначе, как на «уровне» того, из чего в конечном счете состоит вся огромная Вселенная — сверхмалых частиц. Давайте допустим на момент, что некогда все вещество Вселенной занимало сравнительно небольшой объем.
Плотность его в этом объеме должна была быть колоссальной — наверное, далеко за пределами миллиардов тонн в кубическом сантиметре. Настоящее «пятое», нейтронное состояние вещества!
А может быть, даже и еще более плотное — «шестое», гиперонное состояние, когда все вещество состоит из одних лишь массивных гиперонов!
Сколько могло длиться такое состояние, никому не известно. Не понятны
Протоны и электроны образовали менее «спрессованные», чем нейтроны, комбинации — атомы водорода. Эти атомы объединились в молекулы и даже, возможно, в целые глыбы водорода. Разлетаясь, сталкиваясь, слипаясь, разогреваясь, глыбы в конце концов образовали звезды и целые звездные миры, украшающие наше небо.
Эту гипотезу высказал советский физик Яков Борисович Зельдович. Увлекательнейшая гипотеза! Пусть не все в ней гладко. Пусть глыбы получаются по расчету слишком маленькими, чтобы можно было понять их дальнейшую судьбу. Сделан первый шаг к разгадке самой великой тайны природы!
И, может быть, мы с вами еще будем свидетелями того, как эта гипотеза — да, пока еще лишь более или менее правдоподобная гипотеза, — как она обрастет плотью точного расчета, как в ней заструится свежая кровь опытных наблюдений, как она превратится в стройную и могучую теорию происхождения сверхвеликого — Вселенной из сверхмалого — из частиц!
Заключение
Наш рассказ подходит к концу. Мы покидаем охотников за частицами в самый разгар охоты. Этой труднейшей из охот, где невидимыми пулями стреляют по невидимым целям. Где хитроумными сетями пытаются поймать неуловимое. Где тысячетонные орудия ускорителей бьют по пустоте почти невесомыми снарядами. Где фотографируют в кромешном тумане быстроногие следы самых крошечных существ, которые только создала природа.
Мы покидаем рабочие кабинеты теоретиков, где в пылу ожесточенных споров рождается истина.
Медленно, тяжело появляется она на свет.
Сорок лет отдал Эйнштейн, чтобы привести в единую стройную систему все известные виды взаимодействия. Сорок лет пытался Эйнштейн создать единую теорию всех полей и частиц. И эта попытка ему не удалась. Цель оказалась столь же гигантской, сколь недоступной — даже самый выдающийся ум современной физики не осилил ее.
В последующие годы такие попытки предпринимались и другими учеными. С каждым годом множились эти попытки. Сколько раз казалось, что цель почти достигнута. Но открытие новых частиц, обнаружение новых свойств у известных уже частиц — и высоко вознесшиеся теории падали вниз.
Совсем недавно казалось, что ближе всех к заветной цели подошла новая теория Гейзенберга. Но и эти надежды не оправдались.
При обсуждении одного из вариантов теории Гейзенберга, принадлежащего Паули, старый Нильс Бор сказал следующие знаменитые слова: «Мы все согласны с тем, что ваша теория сумасшедшая. Вопрос, который нас разделяет, заключается в том, достаточно ли она сумасшедшая, чтобы иметь вероятность быть правильной».
Как понять эти удивительные слова? Они ведь принадлежат не новичку, захлебнувшемуся в океане новых физических представлений, а одному из отцов современной физики!