Валерий Чумаков - Конец света: прогнозы и сценарии
Развенчать страшилку взялся сотрудник Института перспективных исследований (Принстон, Нью-Джерси, США) Франк Вильчек. Основным его доводом было то, что дыра, если она возникнет, должна исчезнуть почти сразу после возникновения. Ибо еще в 1975 году знаменитый английский физик-теоретик Стивен Хокинг рассчитал, что черная дыра не только поглощает, но и излучает — тем интенсивнее, чем меньше ее масса. Проще говоря, микроскопическая черная дыра должна испариться сразу по образовании, за 10–80 секунды. Хотя это только расчеты, а на практике процесса Хокинга никто не наблюдал. Но и опровергнуть его теоретические построения пока никто не смог, так что выглядят они очень убедительно.
Вильчек выдвинул другую гипотезу, по его мнению — более реальную. Вспомним: вещество состоит из молекул, молекулы — из атомов, атомы — из элементарных частиц, частицы — из кварков, а кварки тоже наверняка из чего-то состоят, но мы еще так глубоко не копнули. Сейчас нам известно шесть видов кварков. Лирически настроенные ученые разделили их на три «поколения» и виды назвали «ароматами» (совершенно произвольно, без всяких объяснений), которые получили следующие имена: «нижний» и «верхний» (1-е поколение), «странный» и «очарованный» (2-е поколение), «прелестный» и «истинный» (3-е поколение).
При соударении на коллайдере или на любом другом ускорителе заряженных частиц (циклотроне, бетатроне, фазотроне и т. д.) электроны, протоны и прочие элементарки распадаются
Смертоносное любопытство
на кварки, из которых «лепятся» новые частицы. Просчитано, что в результате может получиться стабильная частица, состоящая из легких верхних и нижних и тяжелых странных кварков. На Западе ученые назвали такую комбинацию strangelet («странная капля»). Исходя из этого буквального термина российский астроном Сергей Попов придумал русский термин — страпля или страпелька. Название прижилось. По сравнению с обычной материей, собранная из страпель «странная материя» находится в энергетически более выгодном положении (как положенная на стол костяшка домино находится в более энергетически выгодном положении, чем поставленная на ребро). Некоторые ученые предполагают, что из странной материи состоят нейтронные звезды. Другие считают, что именно она и составляет ту самую «темную материю», которой во Вселенной в пять раз больше, чем обычной, но которую мы никак не можем разглядеть.
Если в результате коллайдерной переборки будет создана стабильная отрицательно заряженная страпля, а никаких препятствий для этого пока не найдено, далее события могут развиваться так. При ее столкновении с обычной частицей последняя тоже превратится в страплю (как если толкнуть стоячую доминошину, она превратится в энергетически более выгодную лежачую), при этом выделится неслабая энергия. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока вокруг не останется нормальных частиц. То есть произойдет взрыв наподобие сверхновой, после чего на месте нашей планеты останется либо нейтронная звезда, либо темноматерчатая планета, либо еще что-то такое, что и предположить пока сложно. Наблюдать последствия появления страпли люди уже не смогут. Возможно, это удастся экипажу МКС, да и то вряд ли.
Следом за Вильчеком подтянулись и другие «горевестники», предложившие свои варианты возможного «коллайдерно-го самоубийства» человечества.
Если вы думаете, что вакуум — это пустота, вы не совсем правы, а с точки зрения физиков, совсем не правы, ибо физический вакуум — это сложнейшая система множества взаимодействующих полей. В идеальном случае вакуум должен иметь нулевой энергетический уровень. Однако сейчас большинство ученых считают, что наш вакуум энергетически насыщен. Его даже назвали «ложным». Существуют расчеты, говорящие о том, что в объеме вакуума, равном обычной электрической лампочке, содержится столько энергии, что ею можно вскипятить Мировой океан. Остается только догадаться, как этой энергией воспользоваться[9].
Но если энергия нашего вакуума находится не на нулевом уровне, значит, его можно «спихнуть» на уровень ниже. Как в случае с горным озером: оно может спокойно плескаться на высоте в несколько тысяч метров, пока мы не взорвем сдерживающий его барьер; после этого вода стремительным потоком понесется вниз, к более выгодному для себя состоянию с меньшей потенциальной энергией, выделяя по пути энергию, которая разрушит на своем пути все, на что хватит мощности.
Ничто не говорит о том, что в коллайдере может образоваться пузырек вакуума, менее энергетически насыщенного, чем наш (более «идеального», чем наш), но ничто не говорит и об обратном. Ученые вообще затрудняются точно сказать, что может в нем образоваться. Говорят: сталкиваем два пучка и смотрим, что получается в результате. Если вдруг в нем этот пузырек возникнет, он начнет расти со скоростью света, высвобождая при этом энергию и порождая новый вакуум, а с ним — новое пространство, новый мир, с новыми законами и новыми параметрами. Вполне возможно, что именно так родился наш мир, сменив собой прежний, уничтоженный миллиарды лет назад любопытными учеными.
Все знают, что у магнита есть два полюса. А можно ли получить магнит с одним полюсом? Над этим вопросом ученые бьются до сих пор. Теоретически ничто в физике пока не противоречит возможности существования «монополей» (частиц с одним полюсом, из которых и может состоять однополярный магнит). Более того, в первой половине прошлого века знаменитый английский физик, нобелевский лауреат 1933 года Поль Адриен Морис Дирак заметил: предположив, что такие монополя реально существуют, мы сможем легко и просто решить сложную задачу о том, почему все заряды в природе кратны заряду электрона. Однако все попытки найти этот монополь так ни к чему и не привели, хотя ученые искали его и в магнитных рудах, и в метеоритах, и в лунных камнях. Его следы пытались засечь, используя специальные подземные детекторы. Несколько раз исследователям во время различных экспериментов вроде как удалось обнаружить легкие монополи то в космических лучах, то в сверхпроводниках, но повторить эти эксперименты никому не удалось.
Может, это и к лучшему: если удастся создать тяжелый монополь, радоваться этому нам уже не придется. Ибо такой монополь будет, согласно расчетам, обладать высочайшим ионизирующим потенциалом. Это приведет к тому, что протоны и нейтроны в его присутствии будут распадаться на более легкие частицы. И распад будет сопровождаться выбросом энергии, проще говоря — взрывом. Этот взрыв будет продолжаться до тех пор, пока вокруг монополя не останется ни одного протона, то есть до полного раскола материи Земли на элементарные частицы.
Критики данной теории говорят, что стабильный магнитный монополь должен быть весьма тяжелой частицей, чтобы стать опасным. И у современных ускорителей просто не хватит мощности на их создание. На что сторонники теории отвечают: поскольку нам не совсем ясна вообще природа монополя, мы не можем уверенно утверждать, какие мощности достаточны для его производства. Как знать, возможно, столкновение каких-нибудь тяжелых диполей вроде протона и ипсилона породит тот самый тяжелый монополь, которого мы так и боимся. Такой вариант рассматривается даже в отчетах по безопасности главного пока на земле центра по проведению подобных экспериментов — CERN (фр. Conseil europeen pour la recherche nucleaire — «Европейский центр ядерных исследований», ЦЕРН). Ученые успокаивают общественность, уверяя, что даже если такой супермонополь и появится, он быстро покинет Землю.
Канадский философ Джон Лесли придумал еще один способ уничтожения мира с помощью мощного ускорителя. При эксперименте, предположил Лесли в книге «Конец света: теория и практика вымирания человечества», можно инициировать процесс нового Большого Взрыва. Для этого нужно всего лишь достичь плотности энергии (вещества) в 1070 тонн на кубический сантиметр. Лесли доказывает, что энергии для этого может потребоваться не так много — меньше, чем выделяется при взрыве среднего термоядерного фугаса.
Косвенно это предположение, как и предположение о вакуумной нестабильности, подтверждается недавними расчетами математиков. Если вселенных может быть множество, то подавляющее большинство из них способны сами порождать новые вселенные. В том числе и посредством неудачных физических экспериментов, проводимых неразумными представителями разумных цивилизаций.
Для того чтобы оградить коллайдеры, циклотроны и фазотроны от этих нападок, группе ученых дали задание досконально изучить наиболее вероятные сценарии. В группу кроме уже упомянутого Франка Вильчека вошли еще два профессора Мас-сачусетского технологического института (Кембридж, Массачусетс, США), Вит Буза и Роберт Джафф, а также профессор Джек Сандвейс из Йельского университета. И 28 сентября 1999 года на свет появился доклад, который авторы озаглавили «Обзор спекулятивных катастрофических сценариев для RHIC». В докладе ученые разобрали три варианта катастроф: искусственную черную дыру, вакуумную нестабильность и возможное появление страпель. Все три сценария физики признали маловероятными. Основным доводом было названо то, что в природе столкновения частиц на энергиях, значительно больших, чем достижимы в современных ускорителях, происходят уже больше 13 миллиардов лет, а наша Вселенная все еще жива. Раз так, то и коллайдеров бояться не стоит. Космические лучи постоянно бомбардируют не только закутанную в атмосферу и в магнитное поле Землю, но и совершенно незащищенную Луну, и звезды — их до сих пор не съела черная дыра, не превратила в «странные объекты» шальная страпля и не разнес на вселенную «истинно вакуумный пузырь». Все это было красиво описано на 26 страницах, с формулами, вычислениями.
