Знание-сила, 2000 №10 - Страница 13

Эти представления тоже не новы – впервые о них заговорили в связи с так называемой теорией суперструп, создатели которой обещают с ее помошью объяснить наконец все еще оставшиеся не объясненными физические загадки и кажущиеся противоречия мироздания (недаром эту теорию называют – и совсем не в шутку – «теорией всего»). Элементарные частицы, согласно этим представлениям, образованы сверхмикроскопическими замкнутыми в петли «струнами», находящимися под чудовищным натяжением. Всякая натянутая струна способна колебаться с определенной частотой (именно так возникают звуки струнных музыкальных инструментов), и «суперструны» тоже, но в их случае колебания разных частот порождают разную энергию (а стало быть, и массу) элементарных частиц.

Эта теория привлекает физиков своим единым подходом к объяснению свойств самых разных частиц, но на пути к ее математическому завершению обнаруживаются немалые трудности, и одна из них заключается в том, что «струнный мир», как показывают расчеты, может существовать лишь в 10-мерном пространстве. Между тем наша Вселенная явно трехмерна. Физики, убежденные в «неизбежности струнного мира», пытаются обойти эту трудность путем «компактной упаковки лишних измерений», или попросту «компактификации». Кстати, эту кажущуюся совсем уж головоломной процедуру («квадратный трехчлен», сказал бы Василий Иванович Чапаев) не так уж трудно представить. Листки бумаги, которыми прокладывают пластинки сыра, так тонки, что шесть этих листков, сложенных вместе, практически не имеют толшины – их третье измерение «компактифицировано» почти до нуля. А если их еще вдобавок очень туго свернуть, они образуют такой тоненький цилиндрик, что он практически может сойти за одномерную линию – здесь уже «компактификации» подвергнуто два измерения из трех…

Вообразим, однако, что на одном из этих листков случайно оказалась крохотная капля жира или чернил. Можно не сомневаться, что она обнаружится и на «плоскости», образовавшейся при плотной укладке листков друг на друга, и на «линии», образующейся при скатывании этой «плоскости» в цилиндр. Двумерный физик, живущий на этой «плоскости», или одномерный физик, живущий на «линии», скажут скорее всего, что это пятно, проступающее в их (двумерном или одномерном) «пространстве», проникло в их мир из других («компактно уложенных», а потому незаметных) измерений. Заменим слово «пятно» выражением «антигравитационное поле» (или «поле квинтэссенции», как называет его Альбрехт), и мы получим качественное описание сформулированной выше «безумной» гипотезы американского космолога.

Как объясняют доктор Андреас Альбрехт и его соавтор Константинос Скордис в своей статье, опубликованной в ведущем физическом журнале «Физическое обозрение. Письма» («Physical Review Letters»), «поле квинтэссенции», проникающее в нашу Вселенную из других измерений, напоминает слабое гравитационное поле. Вместе с собственным гравитационным полем нашей Вселенной оно «истончается» по мере расширения нашей Вселенной; вместе с гравитационным оно противодействует этому расширению; но, в отличие от обычного гравитационного поля – и в этом его особенность, в какие-то моменты вдруг меняет знак, то есть становится «антигравитационным» и начинает помогать расширению Вселенной, ускоряя его. Как считают Альбрехт и Скордис, эти перемены знака вызваны самим фактором «истончения» поля, которое в случае «квинтэссенции» почему-то происходит неравномерно. Можно представить себе, что когда-то какой-то случайный «первичный сбой» породил первую перемену знака «поля квинтэссенции», а затем начался уже процесс периодических (или апериодических) таких перемен.

Любопытно, что к аналогичным выводам независимо От Альбрехта и Скордиса пришли также некоторые другие теоретики, занимающиеся теорией суперструн (Н.Аркани-Хамед, Л.Холл, Х.Мурайямаи К.Кодда). Они попытались обойти некоторые математические трудности, возникающие в этой теории, путем упрощения процедуры «компактификапии лишних измерений». В их новом варианте теории эти измерения свертываются уже не так туго. Хотя размеры лишних измерений и при новой процедуре упаковки все равно остаются намного меньше размеров атомного ядра, но они больше, чем в прежних вариантах теории, и это дает некоторые преимущества при расчетах. Но одновременно выяснилось, что при такой «неплотной» упаковке лишних измерений силы «струнного взаимодействия» могут заполнить нашу Вселенную особым энергетическим полем, похожим на «поле квинтэссенции», постулированное А.Альбрехтом. Так что его «безумная» идея становится несколько менее безумной – хотя бы в том смысле, что ее разделяют и другие.

Нам с вами, конечно, трудно судить, насколько эта идея продуктивна, даже сами ее создатели этого наверняка еще не знают. Но поскольку такие и всякие иные «безумные» идеи то и дело появляются в науке, а порой – как в случае того же Бора или Эйнштейна – ее оплодотворяют, имеет смысл коллекционировать их и время от времени, разложив перед собой свою коллекцию, по мере возможности в ней разбираться.

Плохо другое. Разговоры о «других измерениях» и «проникающих» оттуда «особых энергиях» так похожи (разумеется, внешне) на иные безграмотные – и очень модные нынче – рассуждения о «паранормальных явлениях», «астрале» и «сбрасывании положительной энергии» с кончика пальца, что иной читатель может – на слух, по сходству – принять одно за другое. Но с этим ничего не поделаешь: науку испокон веков сопровождает псевдонаука, а то и просто шарлатанство, прикрытое шелухой краденой терминологии. Уберечь от смешения с ними может лишь трудный процесс постижения истинной сути научных теорий и гипотез.

Рафаил Нуделъман

Название этой статьи заимствовано не из научно-фантастического романа или фильма. Так формулируется гипотеза, выдвинутая четырьмя американскими учеными из Гарварда – П. Хоффманом, Д. Шрагом, Дж. Хальверсоном, А. Кауфманом. Эта гипотеза вызвала большой интерес специалистов, так как предлагает решение сразу четырех парадоксов, которые давно уже не давали покоя всем, кто занимался прошлым Земли.

Авторы предлагают весьма фантастическое на первый взгляд решение этих парадоксов. Они выдвигают предположение, что в далеком прошлом, 600 – 700 миллионов лет тому назад, в истории Земли были такие длительные, в миллионы лет, периоды, когда она целиком покрывалась километровой толщины ледниками, превращаясь в своего рода космических размеров снежный ком.

Первый из парадоксов был обнаружен уже сорок лет назад, когда американский геолог Харланд установил, что во многих местах планеты прибрежные, находящиеся на уровне моря слои древних скал неопротерозойского периода (это именно то время, о котором речь) покрыты остатками ледниковых наносов даже в тропических широтах. Это было необъяснимо, потому что сегодня лед в тропиках лежит лишь в горах, не ниже пяти тысяч метров, и даже в последний ледниковый период не спускался ниже четырех тысяч метров.

Второе недоумение вызвал тот факт, что вскоре вперемежку с этими наносами были обнаружены отложения, необычно богатые железом. В нынешних условиях, когда в земной атмосфере присутствует свободный кислород, свободное железо немедленно окисляется, а между тем существуют надежные основания полагать, что в неопротерозойский период состав атмосферы был почти такой же, как сейчас.

Еще одну загадку представляет собой повсеместно наблюдаемая закономерность: ледниковые наносы в тропических широтах всегда покрыты толстым слоем богатых карбонатом скал, а известно, что карбонат выделяется из морской волы при ее нагреве и растворяется при охлаждении. Дело выглядит так, будто тропические моря когда-то охладились, а затем довольно быстро прогрелись за счет повышения температуры воздуха почти до пятидесяти фадусов.

И наконец, анализ этих карбонатных отложений на соотношение изотопов углерода (один из которых участвует в биохимии жизненных процессов и потому указывает на существование или не существование жизни) приводил к выводу, что железо было включено в скальные породы во времена длительных, в миллионы лет, перерывов какого-либо биологического присутствия. Что могло вызвать такие огромные перерывы в эволюции?