Безумные идеи

Вторая трудность заключалась в следующем. Вычисления показали, что средняя плотность вещества в мировом пространстве крайне невелика. Звезды во вселенной так редки, что, по словам одного ученого, «оставьте живыми только трех пчел во всей Европе, и воздух Европы будет все-таки больше наполнен пчелами, чем пространство звездами». А межзвездный водород, планеты, метеоры, пыль – все это вместе имеет такую ничтожную плотность, что добавляет к этой «пустоте» очень немного.

Усреднив всю массу известного вещества по пространству, ученые получили весьма малую величину. Но весь опыт физики показывает, что большие отклонения от среднего в природе маловероятны. Так как же могло случиться, что на фоне почти полной пустоты, на фоне ничтожной плотности материи в мировом пространстве вдруг возникли огромные всплески и вещество смогло собраться в такие мощные сгустки, как звезды?

Навряд ли все это можно приписать случаю. Если считать, что в нашей вселенной звезды и галактики – это лишь случайные отклонения от какого-то среднего, очень разреженного распределений материи в мировом пространстве, то трудно предположить, чтобы это отклонение было так велико. Такие случайные отклонения очень маловероятны. Возникновение звезд не случайно, а закономерно, хотя закономерность их рождения и развития еще далеко не познана.

Непойманный вор

Итак, преобладание вещества над антивеществом во вселенной не случайно. Размышления над этой загадкой привели Понтекорво и Смородинского к удивительной гипотезе. Им и ряду других исследователей представляется возможным, что когда-то, на более ранней стадии развития вселенной, плотность материи в природе была много большей, чем наблюдаемая теперь. Тогда не было такого разрыва между «пустотой» и звездами.

Но за счет какого же вещества плотность материи была больше? Что это за загадочное вещество, о котором до сих пор никто ничего не знал, и куда оно делось?

Ученые никогда не смогли бы ответить на этот вопрос, не случись три десятка лет назад одно маловажное на первый взгляд событие. Наблюдая самопроизвольное испускание электронов атомным ядром (бета-распад), исследователи с удивлением обнаружили, что электроны уносили из ядра меньшую энергию, чем следовало. Какая-то часть энергии как бы терялась.

Незыблемый закон сохранения энергии гласит, что энергия не возникает из ничего и не превращается в ничто. Во что же превратилась недостающая энергия при бета-распаде? В ничто, говорили приборы, потому что, кроме электронов и испустивших их ядер, они больше ничего не замечали.

Может быть, закон сохранения энергии неверен, может быть, придется отказаться от него? – всерьез прикидывали некоторые ученые. Но как отказаться от закона, на котором зиждется вся современная наука? Это было не так-то просто.

Конечно, большинство понимало, что основные законы природы не могут нарушаться. Возможно, что то неладно в постановке эксперимента? Или в его объяснении?..

Но опыты были точными и совершенно надежными. Все проверки приводили к тому, что законы сохранения нарушаются, или... или, заявил в 1931 году известный швейцарский физик-теоретик Вольфганг Паули, в реакции участвует еще одна частица, которая остается незамеченной. Она-то и уносит избыточную энергию и импульс, недостающие у тех частиц, которые регистрируются приборами.

Так ученые напали на след загадочной частицы невидимки, которую два года спустя Ферми назвал нежным словом «нейтрино», что означает приблизительно «нейтральная малютка». С тех пор нейтрино окончательно приобрели права гражданства. Войдя в науку на кончике пера физика-теоретика, они впоследствии оказались необходимыми для объяснения многих процессов, происходящих в микромире. В дальнейшем, наблюдая не только бета-распад, но и другие взаимодействия между элементарными частицами, физики-экспериментаторы часто убеждались в потере энергии. Но теперь это не беспокоило их. Они знали о существовании нейтрино – непойманного вора энергии.

А спустя немного времени ученые смогли убедиться, что и нейтрино имеет своего антипода – антинейтрино. Но нейтрино – частица нейтральная, она не несет в себе электрического заряда. Поэтому ее пара – антинейтрино отличается не зарядом (оно тоже нейтрально), а другим своим свойством. Если нейтрино можно сравнить с винтом с левой нарезкой, то антинейтрино – типичный винт с правой нарезкой. Мы сравниваем их с винтом потому, что обе частицы ведут себя так, как будто непрерывно вращаются, причем в разные стороны.

Эти-то удивительные частицы – нейтрино и антинейтрино – Понтекорво и Смородинский избрали проводниками в прошлое мира...