Основная идея концепции Большого взрыва состоит в том, что Вселенная на ранних стадиях возникновения имела неустойчивое вакуумоподобное состояние с большой плотностью энергии. Эта энергия возникла из квантового излучения*, т.е. как бы из ничего. Дело в том, что в физическом вакууме отсутствуют фиксируемые частицы, поля и волны, но это не безжизненная пустота. В вакууме имеются виртуальные [...]

Широкий выбор.Скидки! эксклюзивные двери La Storia. Звоните и заказывайте!
Одна из величайших загадок физики может решить «матрасоподобное» аксионное поле, которое пронизывает пространство и время. Трое физиков, сотрудничавших в области залива Сан-Франциско последние три года, разработали новое решение вопроса, который беспокоил их научную сферу более 30 лет. Эту глубокую загадку, с помощью которой приводились в действие эксперименты на мощнейших ускорителях частиц и рождались противоречивые гипотезы мультивселенных, может сформулировать даже ученик младших классов: каким образом магнит поднимает скрепку вопреки гравитационном притяжению всей планеты.

Несмотря на мощь, стоящую за движением звезд и галактик, сила гравитации в сотни миллионов триллионов триллионов раз слабее магнетизма и других микроскопических сил природы. Это несоответствие проявляется в физических уравнениях в абсурдной разнице между массой бозона Хиггса, открытой в 2012 году частицы, которая управляет массами и силами известных других частиц, и ожидаемым диапазоном масс пока еще не открытых гравитационных состояний материи.

В отсутствие доказательств с Большого адронного коллайдера, поддерживающих любую из ранее предложенных теорий, которые объяснили бы эту нелепую иерархию масс — в том числе соблазнительно элегантную «суперсимметрию» — многие физики начали сомневаться в самой логике законов природы. Нарастает беспокойство, что наша Вселенная может быть случайным, скорее странным нагромождением среди бесчисленного числа других возможных вселенных — и это означает конец поискам последовательной теории природы.



В этом месяце БАК начал долгожданную работу во втором запуске с почти удвоенной операционной энергией, продолжая поиск новых частиц или явлений, которые решили бы проблему нашей иерархии. Однако вполне реальна возможность того, что за углом не будет никаких новых частиц, и физики-теоретики встретят свой «кошмарный сценарий». Также это заставит их задуматься.

«Именно в моменты кризиса рождаются новые идеи», — говорит Жан Джудис, теоретический физик частиц из лаборатории CERN возле Женевы, где находится БАК.

Новое предложение предлагает возможный выход. Троица ученых «супер взволнована», говорит Дэвид Каплан, 46-летний физик-теоретик из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, который разработал эту модель с Питером Грэмом, 35 лет, из Стэнфордского университета и Сарджитом Радженраном, 32 лет, из Калифорнийского университета в Беркли.

Их решение прослеживает иерархию между гравитацией и другими фундаментальными силами обратно к взрывному рождению космоса, когда, по мнению ученых, две переменных, развивавшихся в тандеме, внезапно намертво остановились. В этот момент гипотетическая частица «аксион» заперла бозон Хиггса в его нынешней массе, намного ниже гравитационных масштабов. Аксион появился в теоретических уравнениях еще в 1977 году и, скорее всего, существует. Пока что не обнаружили ни одного аксиона, но ученые считают, что аксионы могут быть так называемыми «релаксионами» (от relax — расслабляться), решая проблему иерархии путем «расслабления» значения массы Хиггса.

«Это очень, очень умная идея, — говорит Раман Сундрум, физик-теоретик из Университета Мэриленда, не принимавший участия в ее разработке. — Возможно, именно так в некоторой степени устроен мир».

В течение нескольких недель после того, как работа появилась в Сети, образовалась «новая площадка», заполнившаяся исследователями, которые хотели изучить слабые стороны идеи и в целом пощупать ее, говорит Натаниэль Крейг, физик-теоретик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

«Все это кажется чертовски простой возможностью, — говорит Раджендран. — Мы не пытаемся прыгнуть выше головы. Это просто хочет работать».

Однако ряд экспертов отмечает, что в своей нынешней форме эта идея не лишена недостатков, которые необходимо тщательно продумать. И даже если она переживет эту критику, могут потребоваться десятки лет, чтобы проверить ее экспериментально.

Неестественный баланс

При всем ажиотаже, который окружал открытие бозона Хиггса в 2012 году, завершившего Стандартную модель физики частиц и принес Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту Нобелевскую премию по физике 2013 года, это открытие стало небольшим сюрпризом; существование частицы и измеренная масса в 125 ГэВ согласовались с годами косвенных доказательств. Однако не это оставило экспертов БАК в недоумении. Не было ничего, что могло бы примирить массу Хиггса с предсказанным масштабом массы, связанной с гравитацией, который лежит за пределами экспериментально достижимых показателей на 10 000 000 000 000 000 000 ГэВ.

«Проблема в том, что в квантовой механике все влияет на все, — объясняет Джудис. Сверхтяжелые гравитационные состояния должны квантово-механически смешиваться с бозоном Хиггса, делая мощный вклад в значение его массы. Тем не менее бозон Хиггса каким-то образом остается легковесным. Это как если бы невероятные факторы, влияющие на его массу — некоторые положительные, другие отрицательные, но все в десятки знаков величиной — волшебным образом отменяются, оставляя чрезвычайно малую величину. Тонко настроенная отмена всех этих факторов кажется «подозрительной», говорит Джудис. Кажется, будто должно быть что-то еще.

Эффекты часто сравнивают тонко настроенную массу Хиггса с карандашом, который стоит вертикально на кончике, подталкиваемый воздушными потоками и настольными вибрациями, но тем не менее остающийся в идеальном равновесии. «Это не состояние невозможности, это состояние маловероятности, — говорит Савас Димопулос из Стэнфорда. Если вы подойдете к такому карандашу, «вы сначала проведете рукой над карандашом, чтобы проверить, нет ли лески, которая привязывает его к потолку. Затем вы подумаете, что кто-то прилепил карандаш на жвачку».

Физики точно так же искали естественное объяснение проблемы иерархии с 1970-х годов, убежденные, что этот поиск приведет их к более полной теории природы, возможно, даже пролив свет на частицы «темной материи», невидимого вещества, которое наполняет галактики. «Естественность была основным лейтмотивом этих исследований», говорит Джудис.

С 1980-х годов наиболее популярным предложением была суперсимметрия. Она решает проблему иерархии, постулируя пока не обнаруженных близнецов для каждой элементарной частицы: для электрона — селектрон, для каждого кварка — скварк и так далее. Близнецы противоположным образом влияют на массу бозона Хиггса, делая его невосприимчивым к эффектам сверхтяжелых частиц гравитации (они сводятся на нет эффектами своих близнецов).

Никаких доказательств суперсимметрии или каких-либо конкурирующих идей — вроде техниколора или «искривленных дополнительных измерений» — не появилось во время первого запуска БАК с 2010 по 2013 годы. Когда коллайдер закрылся на модернизацию в начале 2013 года, не найдя ни единой «с-частицы» или других признаков физики за пределами Стандартной модели, многие эксперты начали думать, что качественной альтернативы нет. Что если масса Хиггса, а значит, и законы природы неестественны? Расчеты показали, что если бы масса бозона Хиггса была всего в несколько раз больше, а все остальное осталось бы таким же, то протоны не смогли бы собираться в атомы, и не было бы сложных структур — звезд или живых существ. Что, если наша Вселенная на самом деле случайным образом тонко настроена, подобно карандашу, балансирующему на своем кончике, вырванная из бесчисленного числа пузырьковых вселенных внутри практически бесконечной мультивселенной просто потому, что жизнь требует именно такого безумного, вопиющего, возмутительного случая?

Эта гипотеза мультивселенной, которая вырисовывалась в ходе обсуждения проблемы иерархии с конца 90-х, большинством физиков рассматривается как очень мрачная перспектива. «Я просто не знаю, что с ней делать, — говорит Крейг. — Мы не знаем правил». Другие пузыри множественной вселенной, если они существуют, лежат за границами световой достижимости, навсегда ограничивая теории о мультивселенных, которые мы сможем экспериментально наблюдать из нашего одинокого пузыря. А без какого-либо способа определить, где на отрезке бесконечно возможных данных мультивселенной лежат отведенные нам данные, становится сложно или невозможно построить аргументы на основе мультивселенной о том, почему наша Вселенная именно такая. «Я не знаю, в какой момент мы будем достаточно убеждены. Как определить нужный момент? Откуда вам знать?».

Хиггс и релаксион

Каплан посетил Залив прошлым летом, чтобы поработать с Грэмом и Раджендраном, которых он знал, поскольку все трое работали в разное время на Димопулоса, который был одним из ключевых разработчиков суперсимметрии. За прошедший год трио разделило свое время между Беркли и Стэнфордом, обмениваясь «эмбриональными битами идеи», как говорит Грэм, и постепенно развивали новую оригинальную идею для законов физики частиц.

Вдохновленные попыткой Ларри Эбботта 1984 года обратиться к проблеме различной естественности в физике, они стремились пересмотреть массу Хиггса как развивающийся параметр, который мог динамически «расслабиться» до своего крошечного значения во время рождения космоса, а не начать с фиксированной и, казалось бы, невероятной константы. «Хотя потребовалось полгода, чтобы избавиться от тупиков и глупых моделей и очень сложных вещей, мы пришли к весьма простой картинке», — говорит Каплан.

Согласно их модели, масса Хиггса зависит от численного значения гипотетического поля, которое пронизывает пространство-время: аксионное поле. Чтобы представить его картину, «мы думаем о всеобъемности космоса как такого трехмерного матраса», говорит Димопулос. Значение в каждой точке поля зависит от того, насколько сжаты пружины матраса. Долгое время считалось, что существование этого матраса — и его вибраций в форме аксионов — может решить две глубоких загадки: во-первых, аксионное поле должно объяснить, почему большинство взаимодействий между протонами и нейтронами протекает как вперед, так и назад, решая так называемую «сильную CP-проблему». Во-вторых, из аксионов может состоять темная материя. Решение иерархической проблемы будет третьим важным достижением.

История этой новой модели начинается, когда космос был набитой энергией точкой. Аксионный матрас был под чрезвычайным давлением, что делало массу Хиггса огромной. По мере расширения Вселенной пружины расслаблялись, будто их энергия перетекала от пружин к новообразованному пространству. По мере рассеяния энергии, уменьшалась и масса Хиггса. Когда масса дошла до своей настоящей величины, соответствующая переменная упала ниже нуля, переключившись на поле Хиггса, похоже на патоку поле, которое дает массу частицам вроде электронов и кварков, проходящим через него. Массивные кварки, в свою очередь, взаимодействовали с аксионным полем, создавая гребни метафорического холма, по которому скатывалась энергия. Аксионное поле застыло, как и хиггсова масса.

Сундрум называет это радикальным отходом от моделей прошлого: новая модель показывает, как современная иерархия масс могла слепить себя с момента рождения космоса. Димопулос отмечает поразительный минимализм этой модели, которая задействует в основном ранее устоявшиеся идеи. «Люди вроде меня, которые немного вложились в другие подходы к проблеме иерархии, были бы приятно удивлены, что не придется далеко ходить. Находившееся на заднем дворе Стандартной модели решение было недалеко. Нужны были молодые умные люди, которые бы это поняли».

«Это поднимает цену акций аксиона, — добавляет он. Не так давно Axion Dark Matter eXperiment в Университете Вашингтона в Сиэтле начал искать редкие превращения аксионов темной материи в частицы света внутри мощных магнитных полей. Теперь, говорит Димопулос, «нам придется смотреть еще пристальнее, чтобы найти это».

Однако, как и многие эксперты, Нима Аркани-Хамед из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, отмечает, что это предположение только-только появилось. Хотя оно «безусловно разумное», говорит он, его текущая реализация остается надуманной. К примеру, чтобы аксионное поле застряло на хребтах, созданных кварками, а не прокатилось через них, космическая инфляция должна была прогрессировать намного медленнее, чем допускает большинство космологов. «Вы добавляете 10 миллиардов лет инфляции».

И даже если аксион был бы обнаружен, одно только это не доказало бы, что он «релаксион» — что он релаксирует, расслабляет значение массы Хиггса. И когда волнение в Заливе прошло, вместе с Грэмом и Раджендраном Каплан начали разрабатывать идеи относительно того, как проверить свою модель. В конце концов, возможно, колеблющееся аксионное поле может повлиять на массу ближайших элементарных частиц через массу Хиггса. «Вы могли бы увидеть, что масса электрона колеблется», говорит Грэм.

Так проверить предположение ученых получится еще нескоро. (Эта модель не предсказывает новых явлений, которые мог бы обнаружить БАК). И опять же, шансов у нее немного. Так много умных предположений обломались за все эти годы, что ученые настроены довольно скептично. Однако интригующая новая модель все же вселяет долю оптимизма.

«Мы думали, что передумали уже все и что нет ничего нового под солнцем, — говорит Сундрум. — Эта теория показывает, что люди все еще остаются умными созданиями и остается много пространства для новых прорывов».

Группа компаний ФААМ: купить тяговые аккумуляторы для широкого спектра напольного транспорта ...

История науки — это история попыток заглянуть дальше. Мы проникли взглядом в микро- и наномир, запечатлели происходящее в миллиардах световых лет от нас, на «кончике пера» подвергли анализу процессы, протекающие в областях Вселенной, где искривляется само пространство-время. Но нам мало видеть. Словно ребёнок, познающий мир, мы постоянно пытаемся нащупать закономерности в картине мироздания. И сегодня есть повод отпраздновать очередной большой скачок в этом бесконечном процессе. Удалось нанести на звёздные карты крупнейший из когда-либо изучавшихся человеком объектов: галактический суперкластер Ланиакею.

О том, что материя разбросана по Вселенной неравномерно, было известно уже астрономам XIXвека: ещё не различая звёзд в других галактиках, они видели, что загадочные «туманности» там и здесь образуют скопления. Но лишь радикальный пересмотр астрофизических теорий в начале XX века (в т.ч. появление теории Большого взрыва), разработка сравнительно точных методов измерения внегалактических расстояний в середине века и автоматизация наблюдений с помощью вычислительной техники во второй половине XX столетия позволили приступить к действительному анализу пространственной картины.

Галактики и в самом деле оказались собраны в скопления, группы или как их ещё называют, галактические кластеры, объекты в которых связаны воедино и играют в сложную игру благодаря естественному расширению Вселенной и противодействующим ему силам гравитации. Млечный путь — наша галактика, со всеми её тремястами миллиардами звёзд и в том числе Солнцем — входит в группу, называемую Местной. Где и доминирует над полусотней соседок, на пару с M31 — Туманностью Андромеды.

В поперечнике Местная группа достигает 10 млн световых лет, но как бы велика ни казалась эта цифра, это не предел: бок о бок с нами располагаются более крупные кластеры Центавра, Гидры и Девы — причём в последний, насчитывающий порядка 2000 галактик, входим и мы. Нам не повезло с местом в этом гигантском «зрительном зале»: плоскость кластера Девы (более известного под своим английским названием: Virgo Cluster) заслонена от нас центральными областями Млечного пути, поэтому изучать его возможно лишь альтернативными методами (в инфракрасном, рентгеновском, радиодиапазонах). Однако это не мешает двигаться дальше по шкале масштабов.

Десятки миллионов световых лет отделяют один кластер от другого, но силы притяжения действуют и на таких расстояниях. Кластеры тоже взаимодействуют друг с другом, образуя объекты более высокого порядка: суперкластеры или сверхскопления. Вплоть до последних дней считалось, что наша галактика, вся Местная группа, а также добрая сотня других кластеров, входят в состав Суперкластера Девы — структуры в 110 млн световых лет в поперечнике. Теперь границы нашего «межгалактического района» придётся отодвинуть ещё дальше. Группа американских астрономов под руководством Брента Талли, задействовав один из крупнейших радиотелескопов (Green Bank Telescope), нарисовала объект фантастических размеров. Новый суперкластер, названный авторами работы Ланиакея, простёр свои рукава на полмиллиарда световых лет и вобрал в себя не только наш «домашний» кластер Девы, но и кластеры Гидры, Центавра, многие другие, содержащие в общей сложности около ста тысяч галактик.

Словечко «ланиакея» позаимствовано из гавайского языка и означает бесконечные, неохватные или неизмеримые небеса. Не самый правильный термин для объекта, который грандиозен, но всё-таки конечен, однако, согласитесь, красота названия компенсирует его смысловую ущербность. Да ведь и работа фактически началась с попытки конкретизировать весьма размытые до тех пор внешние границы нашего межгалактического района.

Как узнать, где заканчивается суперкластер? Группа Талли оттолкнулась от (обманчиво) простой идеи: суперкластер заканчивается там, где заканчивается действие его притяжения. Но как узнать, захвачена ли галактика X гравитацией суперкластера N или летит сама по себе, следуя только приданному ей Большим взрывом импульсу? Для этого пришлось научиться измерять «чистое» движение галактик: грубо говоря, науке хорошо известно, куда направлено естественное расширение Вселенной, и вычтя его из наблюдаемых скоростей, можно отфильтровать объекты, захваченные гравитацией конкретного суперкластера от тех, которые к нему не принадлежат.

Вот так из хаоса мечущихся близ нас (по астрономическим, конечно, меркам) галактик были выделены те, что подчинены тому же трансгалактическому «течению», что и Млечный путь. В компьютерной визуализации получился красивый ком космической паутины, собранный из двух пучков: точками в нём — галактики, нитями — пути их движения. Это и есть Ланиакея, наш родной галактический суперкластер, в сто раз более объёмный, чем предполагалось ранее. Чтобы лучше понять практический смысл своего труда, авторы предлагают аналогию с городом: до сих мы знали лишь номер дома и улицу, на которой живём, но понятия не имели в каком городе. Впрочем, принимая во внимание неправильную форму, логичней выглядит сравнение с районом. Ланиакея — наш межгалактический район.

Претензий к новой работе много и самая первая связана с по-прежнему весьма размытой внешней границей: увы, удовлетворительно измерить чистое движение галактик пока возможно лишь на сравнительно небольших расстояниях. Не зная точно всех объектов, образующих Ланиакею, мы не знаем и её полной массы, а значит и её будущего. Впрочем, человеку, от астрономии далёкому, может быть и нет смысла заглядывать так далеко — достаточно знать, что Млечный путь, а с ним Солнце и Земля, находятся на ланиакейской периферии, на окончании суперкластерной нити, далеко от гравитационных страстей, кипящих в центральных областях.

В то же время как и всё в Ланиакее, Земля и Солнце, и весь Млечный путь подчинены единому течению. Со скоростями в сотни километров в секунду каждый объект в нашем суперкластере движется по направлению к загадочному району, визуально располагающемуся близ созвездия Центавра и удалённому от нас на 220 млн световых лет. Район этот, именуемый Великим Аттрактором (The Great Attractor), есть центр тяжести Ланиакеи, место сосредоточения фантастической массы (в десятки тысяч раз больше массы Млечного пути), контролирующий всё и вся в нашем районе Вселенной. Мы не видим его по той же причине, по которой нам не видны центральные районы кластера Девы (он заслонён яркими звёздами и газопылевыми облаками ядра Галактики), и суть происходящих там процессов науке пока не ясна. Но учёные сравнивают его с горной долиной, куда, словно ручейки со склонов, сбегаются все галактики и галактические кластера Ланиакеи. Однажды окажемся там и мы.

Впрочем, судить о будущем без учёта всех факторов неразумно. Ланиакея — не единственный суперкластер во Вселенной. Подобных ей миллионы и они тоже взаимодействуют между собой, взаимно искажая траектории. Заметное влияние на нас оказывают суперкластеры Шепли, Персея-Рыб, Волос Вероники — наши ближайшие суперкластерные соседи по Вселенной, отстоящие на 300-650 млн световых лет. И астрономы не исключают, что измерив пространство в тысячу раз большее по объёму, мы обнаружим, что и суперкластеры — лишь часть ещё более крупных структур.

интернет-магазина лакокрасочных материалов: как наносить байрамикс видео пособие по нанесению материалов.

Одна из величайших загадок физики может решить «матрасоподобное» аксионное поле, которое пронизывает пространство и время. Трое физиков, сотрудничавших в области залива Сан-Франциско последние три года, разработали новое решение вопроса, который беспокоил их научную сферу более 30 лет. Эту глубокую загадку, с помощью которой приводились в действие эксперименты на мощнейших ускорителях частиц и рождались противоречивые гипотезы мультивселенных, может сформулировать даже ученик младших классов: каким образом магнит поднимает скрепку вопреки гравитационном притяжению всей планеты.

Несмотря на мощь, стоящую за движением звезд и галактик, сила гравитации в сотни миллионов триллионов триллионов раз слабее магнетизма и других микроскопических сил природы. Это несоответствие проявляется в физических уравнениях в абсурдной разнице между массой бозона Хиггса, открытой в 2012 году частицы, которая управляет массами и силами известных других частиц, и ожидаемым диапазоном масс пока еще не открытых гравитационных состояний материи.

В отсутствие доказательств с Большого адронного коллайдера, поддерживающих любую из ранее предложенных теорий, которые объяснили бы эту нелепую иерархию масс — в том числе соблазнительно элегантную «суперсимметрию» — многие физики начали сомневаться в самой логике законов природы. Нарастает беспокойство, что наша Вселенная может быть случайным, скорее странным нагромождением среди бесчисленного числа других возможных вселенных — и это означает конец поискам последовательной теории природы.



В этом месяце БАК начал долгожданную работу во втором запуске с почти удвоенной операционной энергией, продолжая поиск новых частиц или явлений, которые решили бы проблему нашей иерархии. Однако вполне реальна возможность того, что за углом не будет никаких новых частиц, и физики-теоретики встретят свой «кошмарный сценарий». Также это заставит их задуматься.

«Именно в моменты кризиса рождаются новые идеи», — говорит Жан Джудис, теоретический физик частиц из лаборатории CERN возле Женевы, где находится БАК.

Новое предложение предлагает возможный выход. Троица ученых «супер взволнована», говорит Дэвид Каплан, 46-летний физик-теоретик из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, который разработал эту модель с Питером Грэмом, 35 лет, из Стэнфордского университета и Сарджитом Радженраном, 32 лет, из Калифорнийского университета в Беркли.

Их решение прослеживает иерархию между гравитацией и другими фундаментальными силами обратно к взрывному рождению космоса, когда, по мнению ученых, две переменных, развивавшихся в тандеме, внезапно намертво остановились. В этот момент гипотетическая частица «аксион» заперла бозон Хиггса в его нынешней массе, намного ниже гравитационных масштабов. Аксион появился в теоретических уравнениях еще в 1977 году и, скорее всего, существует. Пока что не обнаружили ни одного аксиона, но ученые считают, что аксионы могут быть так называемыми «релаксионами» (от relax — расслабляться), решая проблему иерархии путем «расслабления» значения массы Хиггса.

«Это очень, очень умная идея, — говорит Раман Сундрум, физик-теоретик из Университета Мэриленда, не принимавший участия в ее разработке. — Возможно, именно так в некоторой степени устроен мир».

В течение нескольких недель после того, как работа появилась в Сети, образовалась «новая площадка», заполнившаяся исследователями, которые хотели изучить слабые стороны идеи и в целом пощупать ее, говорит Натаниэль Крейг, физик-теоретик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

«Все это кажется чертовски простой возможностью, — говорит Раджендран. — Мы не пытаемся прыгнуть выше головы. Это просто хочет работать».

Однако ряд экспертов отмечает, что в своей нынешней форме эта идея не лишена недостатков, которые необходимо тщательно продумать. И даже если она переживет эту критику, могут потребоваться десятки лет, чтобы проверить ее экспериментально.

Неестественный баланс

При всем ажиотаже, который окружал открытие бозона Хиггса в 2012 году, завершившего Стандартную модель физики частиц и принес Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту Нобелевскую премию по физике 2013 года, это открытие стало небольшим сюрпризом; существование частицы и измеренная масса в 125 ГэВ согласовались с годами косвенных доказательств. Однако не это оставило экспертов БАК в недоумении. Не было ничего, что могло бы примирить массу Хиггса с предсказанным масштабом массы, связанной с гравитацией, который лежит за пределами экспериментально достижимых показателей на 10 000 000 000 000 000 000 ГэВ.

«Проблема в том, что в квантовой механике все влияет на все, — объясняет Джудис. Сверхтяжелые гравитационные состояния должны квантово-механически смешиваться с бозоном Хиггса, делая мощный вклад в значение его массы. Тем не менее бозон Хиггса каким-то образом остается легковесным. Это как если бы невероятные факторы, влияющие на его массу — некоторые положительные, другие отрицательные, но все в десятки знаков величиной — волшебным образом отменяются, оставляя чрезвычайно малую величину. Тонко настроенная отмена всех этих факторов кажется «подозрительной», говорит Джудис. Кажется, будто должно быть что-то еще.

Эффекты часто сравнивают тонко настроенную массу Хиггса с карандашом, который стоит вертикально на кончике, подталкиваемый воздушными потоками и настольными вибрациями, но тем не менее остающийся в идеальном равновесии. «Это не состояние невозможности, это состояние маловероятности, — говорит Савас Димопулос из Стэнфорда. Если вы подойдете к такому карандашу, «вы сначала проведете рукой над карандашом, чтобы проверить, нет ли лески, которая привязывает его к потолку. Затем вы подумаете, что кто-то прилепил карандаш на жвачку».

Физики точно так же искали естественное объяснение проблемы иерархии с 1970-х годов, убежденные, что этот поиск приведет их к более полной теории природы, возможно, даже пролив свет на частицы «темной материи», невидимого вещества, которое наполняет галактики. «Естественность была основным лейтмотивом этих исследований», говорит Джудис.

С 1980-х годов наиболее популярным предложением была суперсимметрия. Она решает проблему иерархии, постулируя пока не обнаруженных близнецов для каждой элементарной частицы: для электрона — селектрон, для каждого кварка — скварк и так далее. Близнецы противоположным образом влияют на массу бозона Хиггса, делая его невосприимчивым к эффектам сверхтяжелых частиц гравитации (они сводятся на нет эффектами своих близнецов).

Никаких доказательств суперсимметрии или каких-либо конкурирующих идей — вроде техниколора или «искривленных дополнительных измерений» — не появилось во время первого запуска БАК с 2010 по 2013 годы. Когда коллайдер закрылся на модернизацию в начале 2013 года, не найдя ни единой «с-частицы» или других признаков физики за пределами Стандартной модели, многие эксперты начали думать, что качественной альтернативы нет. Что если масса Хиггса, а значит, и законы природы неестественны? Расчеты показали, что если бы масса бозона Хиггса была всего в несколько раз больше, а все остальное осталось бы таким же, то протоны не смогли бы собираться в атомы, и не было бы сложных структур — звезд или живых существ. Что, если наша Вселенная на самом деле случайным образом тонко настроена, подобно карандашу, балансирующему на своем кончике, вырванная из бесчисленного числа пузырьковых вселенных внутри практически бесконечной мультивселенной просто потому, что жизнь требует именно такого безумного, вопиющего, возмутительного случая?

Эта гипотеза мультивселенной, которая вырисовывалась в ходе обсуждения проблемы иерархии с конца 90-х, большинством физиков рассматривается как очень мрачная перспектива. «Я просто не знаю, что с ней делать, — говорит Крейг. — Мы не знаем правил». Другие пузыри множественной вселенной, если они существуют, лежат за границами световой достижимости, навсегда ограничивая теории о мультивселенных, которые мы сможем экспериментально наблюдать из нашего одинокого пузыря. А без какого-либо способа определить, где на отрезке бесконечно возможных данных мультивселенной лежат отведенные нам данные, становится сложно или невозможно построить аргументы на основе мультивселенной о том, почему наша Вселенная именно такая. «Я не знаю, в какой момент мы будем достаточно убеждены. Как определить нужный момент? Откуда вам знать?».

Хиггс и релаксион

Каплан посетил Залив прошлым летом, чтобы поработать с Грэмом и Раджендраном, которых он знал, поскольку все трое работали в разное время на Димопулоса, который был одним из ключевых разработчиков суперсимметрии. За прошедший год трио разделило свое время между Беркли и Стэнфордом, обмениваясь «эмбриональными битами идеи», как говорит Грэм, и постепенно развивали новую оригинальную идею для законов физики частиц.

Вдохновленные попыткой Ларри Эбботта 1984 года обратиться к проблеме различной естественности в физике, они стремились пересмотреть массу Хиггса как развивающийся параметр, который мог динамически «расслабиться» до своего крошечного значения во время рождения космоса, а не начать с фиксированной и, казалось бы, невероятной константы. «Хотя потребовалось полгода, чтобы избавиться от тупиков и глупых моделей и очень сложных вещей, мы пришли к весьма простой картинке», — говорит Каплан.

Согласно их модели, масса Хиггса зависит от численного значения гипотетического поля, которое пронизывает пространство-время: аксионное поле. Чтобы представить его картину, «мы думаем о всеобъемности космоса как такого трехмерного матраса», говорит Димопулос. Значение в каждой точке поля зависит от того, насколько сжаты пружины матраса. Долгое время считалось, что существование этого матраса — и его вибраций в форме аксионов — может решить две глубоких загадки: во-первых, аксионное поле должно объяснить, почему большинство взаимодействий между протонами и нейтронами протекает как вперед, так и назад, решая так называемую «сильную CP-проблему». Во-вторых, из аксионов может состоять темная материя. Решение иерархической проблемы будет третьим важным достижением.

История этой новой модели начинается, когда космос был набитой энергией точкой. Аксионный матрас был под чрезвычайным давлением, что делало массу Хиггса огромной. По мере расширения Вселенной пружины расслаблялись, будто их энергия перетекала от пружин к новообразованному пространству. По мере рассеяния энергии, уменьшалась и масса Хиггса. Когда масса дошла до своей настоящей величины, соответствующая переменная упала ниже нуля, переключившись на поле Хиггса, похоже на патоку поле, которое дает массу частицам вроде электронов и кварков, проходящим через него. Массивные кварки, в свою очередь, взаимодействовали с аксионным полем, создавая гребни метафорического холма, по которому скатывалась энергия. Аксионное поле застыло, как и хиггсова масса.

Сундрум называет это радикальным отходом от моделей прошлого: новая модель показывает, как современная иерархия масс могла слепить себя с момента рождения космоса. Димопулос отмечает поразительный минимализм этой модели, которая задействует в основном ранее устоявшиеся идеи. «Люди вроде меня, которые немного вложились в другие подходы к проблеме иерархии, были бы приятно удивлены, что не придется далеко ходить. Находившееся на заднем дворе Стандартной модели решение было недалеко. Нужны были молодые умные люди, которые бы это поняли».

«Это поднимает цену акций аксиона, — добавляет он. Не так давно Axion Dark Matter eXperiment в Университете Вашингтона в Сиэтле начал искать редкие превращения аксионов темной материи в частицы света внутри мощных магнитных полей. Теперь, говорит Димопулос, «нам придется смотреть еще пристальнее, чтобы найти это».

Однако, как и многие эксперты, Нима Аркани-Хамед из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, отмечает, что это предположение только-только появилось. Хотя оно «безусловно разумное», говорит он, его текущая реализация остается надуманной. К примеру, чтобы аксионное поле застряло на хребтах, созданных кварками, а не прокатилось через них, космическая инфляция должна была прогрессировать намного медленнее, чем допускает большинство космологов. «Вы добавляете 10 миллиардов лет инфляции».

И даже если аксион был бы обнаружен, одно только это не доказало бы, что он «релаксион» — что он релаксирует, расслабляет значение массы Хиггса. И когда волнение в Заливе прошло, вместе с Грэмом и Раджендраном Каплан начали разрабатывать идеи относительно того, как проверить свою модель. В конце концов, возможно, колеблющееся аксионное поле может повлиять на массу ближайших элементарных частиц через массу Хиггса. «Вы могли бы увидеть, что масса электрона колеблется», говорит Грэм.

Так проверить предположение ученых получится еще нескоро. (Эта модель не предсказывает новых явлений, которые мог бы обнаружить БАК). И опять же, шансов у нее немного. Так много умных предположений обломались за все эти годы, что ученые настроены довольно скептично. Однако интригующая новая модель все же вселяет долю оптимизма.

«Мы думали, что передумали уже все и что нет ничего нового под солнцем, — говорит Сундрум. — Эта теория показывает, что люди все еще остаются умными созданиями и остается много пространства для новых прорывов».

Новинки музыки от звезд мирового шоу-бизнеса ждут вас в данном разделе. Хиты, которые в ближайшие время взорвут мировые танцполы, откроет для вас VilingStore - Диски. Кроме того, вы узнаете историю восхождения на вершину славы исполнителей самых популярных новинок музыки последних лет. Вам будут доступны фотографии альбомов и легендарных музыкантов, и новичков сцены. Интересные факты, связанные с созданием известных треков, расширят ваши представления об их ценности. Кроме того, вы приоткроете для себя закулисную жизнь, познакомитесь с инструментами и специальной техникой для записи и сведения хитов.

Известный эпатажными высказываниями и акциями активист Дмитрий Цорионов не устает удивлять. На днях он опубликовал статью «Православие и геоцентризм. В защиту святоотеческой космологии». В ней он еще раз озвучил идею, что Земля является центром Вселенной, снабдив это ссылками на высказывания святых отцов.
Походя известный активист обвинил сторонников гелиоцентрической модели в слепой вере в науку, отрицании Предания и прочих больших и малых отступлениях от Православия.

Черно-белый мир

По своей излюбленной тактике, парень по прозвищу Энтео видит мир строго двухполярным – есть белое, и есть черное. Само собой, белое – у нас, черное – у остальных. Как в старом анекдоте про прапорщика: «есть два мнения. Одно – мое, другое – неправильное».

Чем же православному активисту не угодило Солнце, которое, по данным современной науки, все же находится в центре Солнечной системы? Если Солнце центр, то Земля – это всего лишь маленькая пылинка в бесконечной Вселенной. По мнению Цорионова, это приводит к распространенному в светских кругах мнению, что «если даже предположить, что Бог есть, ему нет дела до столь ничтожных вещей, как нравственная жизнь человека и его моральный выбор».

Вокруг статьи Энтео уже развернулась полемика. Священник Георгий Максимов вответной статье выступил против геоцентризма. Думаю, их дискуссия еще будет продолжаться. Участвовать в ней не хочу. Хочу поговорить немного о другом.


Святые – тоже люди

Активист утверждает, что геоцентризм – общее мнение отцов Церкви и позиционирует себя как ярого защитника этого мнения. И здесь он допускает одну большую ошибку.

Творения святых отцов полезны и необходимы для назидания, а, в конечном счете, для нашего спасения, но в силу своего человеческого происхождения могут содержать в себе ошибки, неточности, частные мнения и так далее. Поэтому в Церкви и есть понятие «частное богословское мнение», то есть мнение отца Церкви, несомненного авторитета, но неподержанное другими святыми.

История богословия знает множество подобных примеров. Например, средневековые схоласты пытались решить вопрос, сколько ангелов находится на кончике иглы. Можно много спорить об этом и все ответы будут частными богословскими мнениями, которые не имеют для верующего человека особой важности. Тоже самое с геоцентризмом, с которым вдруг начали носится как с писанной торбой.

Святые отцы в своих трудах говорили с позиции тех знаний, которые имели. Мир времен Василия Великого думал, что звезда по имени Солнце находится в центре мироздания и святой повторил эту мысль в своих трудах. И нет ничего плохого в том, что люди той эпохи не имели таких мощных электронных телескопов, которыми современные ученые выходят за рамки Солнечной системы.

Энтео и грабли

Энтео наступает на старые грабли, утверждая, что между религией и наукой пропасть и что человек может быть либо верующим, и тогда должен отвергать все научные теории, либо быть сторонником светского знания и тогда быть деистом, атеистом и так далее.

Верующий человек вполне может считать, что планета Земля не является центром вселенной. И могу по опыту вам сказать, что никакого чувства богооставленности не возникает. Наоборот, ощущая себя пылинкой на камне, летящем в безвоздушном пространстве, больше ощущаешь свою ничтожность и величие Бога, создавшего весь этот прекрасный мир.

Одной из отличительных черт неофитского взгляда на Православие является борьба за второстепенные и третьестепенные вещи. «Православный должен делать так, а не так», – сотрясают воздух ударами по клавиатуре многие новообращенные.

Недавно такого рода неофит, активно борющийся против «модернизма» и принципиально использующий старый стиль и дореволюционную орфографию, вообще, предложил убивать новостильников. Таким образом, ревнитель веры готов (надеюсь только на словах) от практики христианской любви перейти к антихристианской практике ненависти.

Великий святой Иустин (Попович) предложил все мерить одним критерием – смертью. Нашу жизнь, наши взгляды, поступки – все подвести под критерий смерти. Не думаю, что Господь на Страшном Суде будет спрашивать, пользовались ли мы старой или новой орфографией и что считали центром мира. Он будет смотреть на результаты нашей жизни. Чего мы достигли или до чего докатились.

Самое главное – чтобы в центре нашей жизни был Господь. Есть такая пословица: «поставьте Бога на главное место в своей жизни, и тогда всё остальное само встанет на свои места», чего я всем нам и желаю.