Уроки сучасної фізики. Урок другий, який розповідає про історію Всесвіту.

галактика

… Трохи більше тридцяти років тому було відкрито так зване реліктове випромінювання, що заповнює Всесвіт однорідним чином. Дивно, але існування такого випромінювання передбачили раніше теоретики. Воно дало неперевершений по переконливості доказ розширення Всесвіту. Мільярди років тому Всесвіт мав дуже маленькі розміри і являв собою дуже гарячий об’єкт. Ми зараз зайдемо дуже далеко, якщо задумаємося над питанням, звідки виник такий клубок речовини. З цього приводу було висловлено безліч різних сміливих ідей. Але, на жаль, всі вони починаються зі слова «раптом»: «раптом виникла флуктуація…», «раптом стала розширюватися…» І теорія поки знаходиться в такому стані, що не стільки відповідає на поставлене запитання, скільки йде від нього, переносить його на більш ранній етап. Нам поки достатньо думати, що Всесвіт живе обмежений час.

Правда, це твердження спонукало багатьох філософів-скептиків вбачати в ньому порушення найглибших істин. Але наука ніколи не пов’язувала себе упередженими істинами. Посилання на них зазвичай прикривали безпорадність. Що означає, що Всесвіт виник 15 мільярдів років тому? Адже це не значить, що Земля обернулася навколо Сонця 15 мільярдів раз, – Земля сама значно молодше. Молодше Всесвіту і Сонячна система і сама наша Галактика. Коли матерія у Всесвіті представляла собою гарячий згусток, то подіями в ній були не рух планет, а народження і загибель частинок, пізніше – народження ядер, а ще пізніше – і галактик.

Число подій в такому Всесвіті вимірюється не обертанням Землі, а часом ядерних реакцій, і число подій стає тим більше, чим ближче ми просуваємося до початку відліку часу. (Нехай читача не бентежить, що ми рухаємося назустріч часу!) І хоча час – за нашими годинами – звичайно, число подій (реакцій, зіткнень) все одно залишається нескінченним. Ніякому, навіть безсмертному, літописцю не вдасться написати вичерпну історію всесвіту, ну, скажімо, аж до 2014 року. Таким чином, що таке конечність і чим вона відрізняється від нескінченності, – треба ще подумати…

Розбираючись в «династіях» Всесвіту, рухаючись назустріч часу, ми повинні підійти до тієї епохи, коли не було нічого, крім частинок, і коли всі частинки були рівноправні, бути може, як люди в первісному суспільстві. Як виник цей світ, ми знаємо досить погано. Але що відбувалося з цього моменту, коли частки не знали «рангів», і яким чином між ними виникли розбіжності, як встановилася ієрархія, звідки пішли різні типи взаємодій, – фізики уявляють собі досить добре. Однак, переконливо розповідаючи про все це, фізики самі залишаються незадоволеними. І ось чому.

Для того щоб розібратися в цьому бурхливому періоді історії Всесвіту, треба від телескопів повернутися до прискорювачів. Треба подивитися, що ще ми можемо виявити в поведінці частинок. На жаль, розрив в енергіях представляється поки дуже великим: навіть побудувавши найбільші прискорювачі (приблизно 104-105 ГеВ ), ми ще будемо далекі від енергій, характерних для тих часів, коли народжувалися частинки (10-1016 ГеВ).

Однак і існуючі прискорювачі піднесли нам чимало сюрпризів. Як мандрівник в пригодницькому романі з примхливо закрученим сюжетом, фізик виявляв нові частинки, про які ніхто не підозрював. Було спокійно жити, коли ми знали про декілька частинок, знали, навіщо вони нам потрібні, яку роль відіграють у природі, і думали, що так було і в усі часи. Тільки дрібні деталі заважали сказати, що картина мікросвіту відома повністю. Урок, викладений фізикою, полягав у тому, що маленькі деталі призводять до великих наслідків. Якщо у спостереженнях щось незрозуміло, навіть трохи, то не слід думати, ніби за цим «трохи» приховано ще трошки роботи. За ним часом виявляється великий світ.

Важко було зрозуміти, навіщо в природі з’явилися такі, скажімо, частки, як лямбда-гіперони, навіщо знадобилися кілька типів нейтрино. І взагалі, фізики раптом виявили, що в механізмі, який вони вважали майже відомим, зайвих деталей виявилося багато більше, ніж тих, чиє призначення було зрозумілим. Відповідь виявилася простою і несподіваною: всі ці деталі потрібні і, мабуть, були «задіяні» в еволюції Всесвіту. Це «архів», в якому міститься та історія, яку людству ще належить розшифрувати.

Автор: Я. А. Смогородинський.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *