Версия для печати
Вернуться к списку

Выше Вселенских Стандартов

Масштаб семинара далеко превзошел уровень рядового. Достаточно сказать, что прямая видеотрансляция события охватила не менее 6 часовых поясов — от ЦЕРНа до Томска; на лекции виртуально присутствовали ученые Дубны, Гатчины, Омска и других крупных научных центров. А сам зал ИЯИ РАН (небольшой, правда) не вместил всех желающих, т.е. порядка сотни человек.

Как блестящий лектор и популяризатор науки академик Рубаков известен практически всему физическому миру, так что и тематика его семинарского доклада тоже была вполне глобальна. В нескольких словах ее можно охарактеризовать примерно так: что мы знаем о Вселенной, что еще хотим узнать и понять и чем нам поможет в этих «скромных устремлениях» Большой адронный коллайдер.

Наверняка вся лекция с прилагаемым иллюстративным материалом (который транслировался извне, из Дубны и из ЦЕРНа, поэтому появлялся на экране зала ИЯИ с небольшой задержкой) будет полностью опубликована в специализированных изданиях. Здесь же стоит отметить в популярной форме лишь основные вехи, не вдаваясь в сугубо физико-астрономические нюансы.

Вселенная и происходящие в ней процессы во многом описываются Стандартной моделью, но уже накопилось множество фактов, которые вынуждают ученых выходить за ее рамки. Наиболее интересными в настоящее время представляются именно вопросы «нового типа», позволяющие поднять космологию на существенно более высокий уровень знаний. По большому счету, эксперименты на БАКе позволят понять, «как устроена природа» (здесь и далее цитаты от В.А. Рубакова «Космология — это точная наука», сказал Валерий Анатольевич. Многие теоретические представления подтверждены экспериментами. Измерения светимости видимых объектов, наблюдения за квазарами и миллионом других отдаленных объектов, которые находятся на расстоянии до 5 гигапарсек, позволили «нарисовать карту Вселенной, понять, как она эволюционирует в настоящее время и чуть раньше». «Чуть раньше» — оказалось порядка 10 млрд лет... Человечество в курсе, как была устроена Вселенная начиная примерно с 380 тыс. лет после Большого взрыва. Темп расширения Вселенной и, соответственно, ее остывания из-за этого тоже неплохо известен. Знаем мы и «уравнение эволюции Вселенной, которое довольно простое», и Рубаков наглядно эту простоту проиллюстрировал.

Еще одним существенным достижением космологии стало знание о том, что наше трехмерное пространство является евклидовым (не искривленным). То есть в нашем пространстве любой треугольник имеет сумму углов, равную 180о, и это верно при размерах треугольника вплоть до 40 млрд световых лет. Однако стоит признать, что мы наблюдаем (или, скорее, представляем) далеко не всю Вселенную, а максимум сотую ее часть, хотя и эти оценки, видимо, слишком нам льстят. Зато если брать четвертое измерение (время), то с искривлениями всё в порядке: они есть, именно за счет расширения Вселенной. Уточнить, расширить и углубить (прямо по заветам М.С. Горбачёва) представления о Вселенной, понять, что было в самые первые мгновения после Большого взрыва или хотя бы менее, чем через секунду после него, и помогут уже планируемые эксперименты на БАКе.

Еще одна «существенная интрига» состоит в том, что с накоплением знаний выяснилось, что «космологическая картина Вселенной ортогональна физике элементарных частиц». Строение Вселенной не объяснить только Стандартной моделью, без привлечения понятий «темной материи» и «темной энергии». Но увы, пока не находится частиц, которые могли бы эту темную материю составлять. Нейтрино, чью массу мы ограничили с достаточной точностью (не выше 2 эВ) и представляем, сколько всего этих частиц во Вселенной, явно не смогут закрыть собой все дыры в теории.

Есть гипотетические частицы, более подходящие на роль составляющих темной материи. Это гравитино и нейтралино. Но и с ними тоже дело темное — слишком уж большие допущения надо делать в расчетах и оценках их свойств, чтобы сошлись концы с концами. В любом случае наиболее разумной является гипотеза о «новой, слабовзаимодействующей, нейтральной, стабильной и тяжелой частице, причем абсолютно все слова здесь значимы». Новой — потому что мы ее не знаем, стабильной — иначе бы не дожила до наших дней с момента Большого взрыва, тяжелой — иначе бы темная материя не составляла такую значительную долю вещества Вселенной и т.д. В общем оказывается, что именно «темная материя — источник всего сущего. Без нее не было бы ни галактик, ни звезд, ни — в конечном итоге — нас с вами»

Ну, и еще одна великая тайна мироздания — асимметрия между материей и антиматерией. Сейчас антивещества практически нет во Вселенной, однако, бывали времена и получше. В ранней Вселенной поначалу неплохо сосуществовали кварки и антикварки, впоследствии аннигилировавшие друг с другом, но и тогда кварков было чуть-чуть больше, чем антикварков — вот они и выжили. Поиски причин дискриминации антиматерии в нашей Вселенной тоже требуют выхода за рамки Стандартной модели, и также экспериментальные возможности решения этого вопроса может дать БАК...

Полтора часа лекции пролетели на одном дыхании. Вопросы к докладчику и дискуссии в кулуарах могли вообще затянуться до следующего Большого взрыва; ученые — люди увлекающиеся. А лично у меня, как, впрочем, у многих из присутствующих (неплохо погруженных в тематику доклада) возникло любопытное ощущение. Что-то вроде «а много мы все-таки можем (с размахом на 14 млрд лет и 5 гигапарсек!), даже сидя на Земле». Более того, сделали машину, которая позволит проникнуть еще дальше, глубже и раньше.