Коллайдер

Благодаря отличию струнной сущности гравитонов от остальных частиц в М-теории удалось смоделировать относительную слабость гравитационного взаимодействия и тем самым решить упомянутую выше проблему иерархии. В 1998 г. физики из Стэнфордского университета Нима Аркани-Хамед, Савас Димопулос и Джиа Двали, которых для этой работы свел вместе Игнациус Антониадас, обрисовали схему, включающую две D-браны, разделенные большим - около 1 мм - дополнительным измерением. Вторая D-брана в модели АДД (по инициалам авторов) играет роль параллельной вселенной или некой области нашей Вселенной. Она расположена прямо у нас перед носом, но совершенно невидима. Поскольку все поля Стандартной модели привязаны к нашей собственной бране, фотоны не в состоянии перепрыгнуть через пропасть и осветить параллельную брану. Из сильного и слабого взаимодействий тоже шпионов не выйдет - они и представления не имеют о спрятанном под боком мире. Единственный шанс на него наткнуться дают невидимые гравитационные нити.

Так как они, связывая наш мир с параллельным, проходят через ограниченный двумя бранами контейнер, тяготение истощается и становится гораздо слабее других взаимодействий. Представьте себе четыре бойлера, подключенные к системе отопления 10-этажного здания. Пусть первые три снабжают находящуюся за стенкой сауну с джакузи и бассейном, а четвертый тащит на себе все остальные этажи. Посетители сауны наверняка не будут испытывать недостатка в тепле, а вот жителям верхнего этажа, велика вероятность, придется запастись пуховыми одеялами, дабы не замерзнуть. По мощности бойлеры могут и не отличаться, но истощенный нагрузкой четвертый котел будет неспособен полноценно выполнять свои функции. Похожим образом ослабевает и гравитация, хотя изначально, в общем-то, ничем не уступает остальным силам, а все из-за утечки гравитонов, которые просачиваются с нашей браны в контейнер.

По сравнению с МССМ (Минимальной суперсимметричной стандартной моделью) у схемы с большими дополнительными измерениями есть важное преимущество: она предсказывает не несколько, а одну энергию объединения. Согласно этому подходу все взаимодействия сольются воедино при энергии порядка ТэВа, которая, по счастливому совпадению, как раз под силу БАК. Гравитация будет казаться слабее просто потому, что она совершает тайные вылазки в потусторонний мир. В таком случае, получается, нам не придется гнаться за невообразимыми планковскими энергиями - что такое ТэВ по сравнению с ними! - чтобы наблюдать объединение всех взаимодействий. Если это так, то мы сэкономим немало денег.

Кроме того, большие «лишние» измерения стали лакомым кусочком и для тех, кто силится разгадать тайну темной материи. В одном из вариантов модели АДД - так называемой модели складчатой Вселенной - ее авторы вместе с Неманей Калопером из Стэнфорда исследовали, что произойдет, если нашу брану, как меха аккордеона, многократно сложить. Тогда путь к далеким звездам, находящимся за миллиарды световых лет от нас, если идти по бране, можно срезать через одиннадцатое измерение. Это напоминает поездку по горному серпантину: хотя путь к вершине вдоль склона сравнительно короткий (и доступен для скалолазов), по дороге приходится проехать гораздо большее расстояние.

Поскольку гравитоны знают короткую дорогу через контейнер, две, как нам кажется, далекие звезды могут испытывать гравитационное притяжение друг друга. Оно будет ощущаться, но его нельзя будет увидеть, а значит, эта модель предоставляет одно из возможных объяснений темной материи. Попросту говоря, темная материя такого типа на самом деле никакая не темная, а обычное светящееся вещество, чья сила тяготения проникает через толщу контейнера.

Одна из привлекательных черт модели АДЦ - предсказание физических эффектов, которые в принципе доступны сегодняшнему эксперименту. В частности, на расстояниях меньше 1 мм должны наблюдаться отклонения от установленного закона тяготения. Здесь новая теория, по сути, идет вразрез как с Ньютоном, так и с Эйнштейном и гласит, что на маленьких масштабах в закон обратных квадратов необходимо ввести корректирующий множитель. Причем для астрономических расстояний (порядка или больше радиуса лунной орбиты) этот множитель становится несущественным, что объясняет, почему мы его до сих пор не заметили. Впрочем, на данный момент никаких отклонений уловить не удалось и на маленьких масштабах, и модель АДЦ является пока не более чем гипотезой. При всем том, что были проведены многочисленные эксперименты и задействована чувствительнейшая аппаратура. Например, группа экспериментаторов из Университета Вашингтона под началом Эрика Эйделбергера, проведя тонкие опыты с высокоточными крутильными весами, подтвердила закон обратных квадратов до расстояний гораздо меньше 1 мм. Этот результат заставляет усомниться в предложенной теоретической схеме, по крайней мере в простейшей ее форме.