Астрономия на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям - Александр Никонов

Не думаю, что эта заключительная глава будет большой. Но зато она будет очень важной и крышесносной – не столько в смысле сложности, сколько в смысле заключенных в ней идей.

Ученые XIX века жили в правильном механистическом мире. Несколько наивном, но прямом и красивом. Вселенная в их понимании была вечной, бесконечной, предопределенной, а также стационарной. Атомы – неделимыми частицами. Пространство – просто ареной действия, сценой, где происходят события. А время… Что такое время? Сплошная череда перемен!

Физики ХХ века поняли, что все не так просто. Их мир стал динамичным, непредсказуемым и относительным. Вселенная расширялась. Массы, энергии, расстояния и даже темп происходящих событий (время) оказались зависимы от скорости света. Причем, любые сигналы в мире не могли распространяться быстрее этой скорости. Время и пространство физики формально объединили в один пространственно-временной континуум. Атомы перестали быть мельчайшими, потому что на арену знания вышли их детальки – элементарные частицы: электрон, протон и нейтрон. Позже были открыты и другие частицы – нейтрино, антипротоны, позитроны… Причем сами частицы перестали быть «абсолютно твердыми». Нет, не в том смысле, что их можно было разобрать дальше на еще более мелкие детальки. А в том, дорогие мои люди, смысле, что они перестали, во-первых, быть частицами и «размылись», то есть приобрели свойства волн. А во-вторых, при попытках их разбить, разломать они не разваливались на составляющие, а множились, превращаясь в другие частицы. И, грубо говоря, чем больше энергии прикладывалось к ним при столкновении, чтобы разломать, тем больше частиц образовывалось. Потому что энергия, оказывается, может превращаться в массу и наоборот!

Чтобы глубже понять устройство огромной Вселенной, ученые бились с загадками самых малых ее деталек – элементарных частиц, полей, вакуума. Им хотелось написать Теорию всего. А для этого требовалось объединить все известные физикам взаимодействия в единое целое и понять, как это все работает.

Не давали физикам также вопросы: а что стоит за материей?.. что такое электрический заряд?.. что такое масса?.. и почему все именно так, а не иначе?

И вот в попытках ответов они придумали так называемую теорию струн – она теперь главнейший кандидат на Теорию всего.

Оказалось (с точки зрения теории струн), что в основе материи лежат некие струны – крохотулечные линейные объекты, которые могут колебаться, как струны. И по расчетам выходило, что разные колебания этих струн воспринимаются нами в нашем мире как разные свойства элементарных частиц – заряд, масса…

Мир сделан из микровибраций!

Теория оказалась весьма интересной, крайне запутанной и очень перспективной. А также мало кем понимаемой. Но нам с вами важно понять в этой теории самое главное: эти самые струны, из которых все сделано, ни из чего не состоят!

Когда мы говорим, что нечто состоит из чего-то, мы, используя бытовой опыт, имеем в виду какое-то вещество. Но со струнами ситуация уже иная! Струны как раз и были придуманы для того, чтобы ответить на вопрос, из чего сделано вещество, то есть элементарные частицы. И вот выяснилось (с точки зрения данной теории), что из неких струн. Они первичны.

– Ну хорошо! – Воскликнет пораженный в самое сердце и не желающий сдаваться читатель. – А струны-то эти все же из чего сделаны, раз они существуют? Из чего они, черт побери?!

Отвечу: из чистой математики!

Дело в том, что проверить справедливость теории струн практически нельзя. Для этого потребуются столь сумасшедшие энергии, каких мы в наших земных ускорителях не достигли и вряд ли когда-нибудь достигнем. Такие энергии были лишь в первые секунды существования Вселенной. По сути, человечество вплотную приблизилось к моменту, когда чистая математика пришла на смену физике. Точнее, математическая геометрия. Физика в пределе свелась к геометрии пространства.

Вообще, первым, кто свел физику к геометрии был Эйнштейн. В его теории относительности гравитация, то есть всемирное тяготение – это всего лишь следствие искривления пространства. Тяжелые тела искривляют вокруг себя пространство и, грубо говоря, по этим вдавленностям «сцены» они и скатываются друг к другу – как бы притягиваются. Или не «как бы», потому что реально притягиваются – именно так мы это и воспринимаем.