Большого взрыва могло и не быть

 А что за место него? Рассказывает академик РАН

 

Наблюдая за прогрессом в современной физике, я с грустью констатирую стагнацию. С начала XX века и до 1980-х гг практически каждые 10 лет совершались прорывные открытия. Они не только давали нам доступ к новым технологиям, но и расширяли нашу картину мира. Мы лучше понимали, как устроен мир вокруг нас! 

В последние 10-ки лет никаких особых прорывов не видно. Да, делаются редкие отдельные открытия. Вручаются нобелевки. Да, мы доказали существование бозона Хиггса. Да, мы сфотографировали черную дыру. Но все эти догадки существовали еще в середине прошлого века. Получается, мы просто топчемся и доказываем уже открытые вещи. И почти не выдвигаем новейших смелых гипотез.

А главное, наше понимание того, как устроен мир, с 80-х годов внесистемная единица измерения времени, которая исторически в большинстве культур означала однократный цикл смены сезонов (весна, лето, осень, зима) прошлого века не сильно то поменялось.

В журнале Кот Шредингера, который выпускает «Российская газета», вышла интересная статья по мотивам интервью с академиком РАН Валерием Рубаковым. Он определил основные глобальные вызовы, стоящие перед современной физикой. И что нам необходимо для очередного прорыва. 

Новая физика существует. Но никто не знает наверняка, где ее искать

В 1970-х годах была создана так называемая Стандартная модель. Она описывает три вида взаимодействий в физике простых частиц. Первое — электромагнитное. Два других — так называемые сильные и слабые ядерные взаимодействия базовая философская категория, отражающая процессы воздействия объектов (субъектов) друг на друга, их изменения, взаимную обусловленность и порождение одним объектом других. Первое отвечает за распад ядер, 2-ое — за взаимодействие кварков. 

Но в этой Стандартной модели система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе; представление некоторого реального процесса, устройства или концепции не учитываются ни гравитация ни темная материя, которая пока неясно, что из себя представляет. И очевидно, что эта модель неполная.

Сейчас в современной физике мы наблюдаем странный парадокс. Стандартную модель употребляют в расчетах. Ее преподают в вузах. Но она неверна! Есть факты, которые ее 100% опровергают! 

Как может развиваться наука, если мы тратим силы на поддержку неверной теории? Это как идти по дремучему лесу, имея на руках заведомо неправильную карту.

Нужна общая теория, которая обрисует все виды взаимодействий. Но у физиков не хватает данных для этого. 

Должна прийти новая физика, которая сумеет решить все эти вопросы. Это будет прорыв. Как в свое время ньютоновская физика перешла в физику Эйнштейна. 

Физики учёный, чьи научные исследования в основном посвящены физике понимают, что обязаны существовать в природе физические явления, которые мы пока не знаем. Они и дадут ответы на все эти вопросы. 

Но Большой адронный коллайдер, на который возлагались огромные надежды, пока никак себя не проявил.

Темная материя

Темная материя точно существует. Если ранее предполагали, что может быть ошибка в расчетах, то сейчас все сомнения сняты. Мы ее фиксируем по гравитационному взаимодействию. Но до сих пор никто не знает наверняка, что она собой представляет.

В гравитационном взаимодействии она проявляет себя как обычная материя. Во всем остальном — ее не видно.

Чем бы это ни было — одно можно сказать совсем точно. Когда человечество ее откроет — это будет величайший прорыв. Мы узнаем что-то очень важное о том, как устроен наш мир. А современную физику, быстрее всего, придется переписывать.

Секрет нейтрино

В ближайшие годы изучение нейтрино может дать ответы на многие вопросы. 

Нейтрино — мелкие частицы, которые практически не взаимодействуют с окружающей материей. Поэтому и уловить их очень трудно — они «прошивают» хоть какое оборудование, проходят насквозь. 

Через человека каждую секунду пролетают триллионы нейтрино, которые испускают Солнце и остальные звезды. Но мы их не замечаем, потому что они никак с нами не взаимодействуют.

Потенциал нейтрино оценил мэтр научной фантастики Станислав Лем. В его книжке «Солярис» «гости», которые создавала планета, состояли из нейтрино общее название нейтральных фундаментальных частиц с полуцелым спином, участвующих только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящихся к классу лептонов. 

Раньше считалось, что нейтрино не имеет массы вообщем. Поэтому и в гравитационном взаимодействии тоже не участвуют. Однако сейчас очевидно, что масса у нейтрино есть. Она появляется из-за взаимодействия нейтрино с какими-то неизвестными частицами. За открытие массы нейтрино в 2015 году выдали Нобелевскую госпремию. И именно это открытие опровергают ту самую Стандартную модель.

Мы не знаем, что такое темная материя, но, весьма возможно, что ее секрет связан с нейтрино. Этих частиц очень много в космосе. И если сложить их мизерные массы, то может получиться та самая огромная непонятная и невидимая масса, которую мы и называем темной материей Материя — фундаментальное физическое понятие.

Но для этого нужно найти те самые таинственные частицы, с которыми нейтрино взаимодействуют. Пока о них лишь известно, что они должны быть довольно крупными. 

Еще одна загадка нейтрино — это единственная в мире частичка, которой удалось превысить скорость света. Ту самую скорость света, которая в физике считается наибольшей! 

В 2011 году нейтрино превысило скорость света на 0,00248%. Да, превышение невелико, но в масштабах наших расстояний смотрится гигантским. Чтобы вы представляли, это дополнительная прибавка к скорости в +740 километров в секунду.

Если соединить все эти три вопроса, становится естественным — в мире существуют какие-то частицы физических науках частица (или корпускула в старых текстах) представляет собой небольшой локализованный объект, которому можно приписать несколько физических или химических свойств, таких как объем, плотность или масса, о которых мы пока не имеем никакого представления.

В Дубне сейчас строят большой коллайдер очень тяжелых ядер — НИКА. Он поможет ответить на многие вопросы форма мысли, выраженная в основном языке предложением, которое произносят или пишут, когда хотят что-нибудь спросить, то есть получить интересующую информацию в физике элементарных частиц. 

Большого взрыва могло и не быть

Теория Грандиозного взрыва сейчас тоже подвергается переосмыслению. Согласно этой теории, наша Вселенная возникла когда то из малеханькой точки. В этой точке — так называемой сингулярности — была плотность, близкая к бесконечности. Потом произошел взрыв, после чего Вселенная стала расти с ускорением. В момент грандиозного взрыва появилось пространство, время и все известные нам фундаментальные константы. 

Пока подтвердить эту модель на фактах не посчастливилось. Например, не удалось найти те самые гравитационные волны, которые обязательно должны бы были возникнуть.

Допустимо, наша Вселенная постоянно «сжимается» и «разжимается». И когда-то уже была стадия, подобная нашей теперешней. Это, так именуемая, Циклическая модель Вселенной — бесконечное перерождение. А пространство и время существовали задолго до нашей Вселенной не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии. И будут существовать и после. 

Есть и еще одно альтернативное представление о том, что Вселенная бесконечна. Просто напросто то, что видим мы — это небольшой провал, как дырка в плотном сыре. 

Что ж, осталось дождаться той самой, новой физики, которая отыщет ответы на все эти вопросы.