Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Эта аномалия будет в центре внимания у целых поколений физиков. Одна из самых привычных для нас сил, с которой мы сталкиваемся ежедневно, оказывается в то же самое время и самой странной. И все‑таки желание объединить все четыре встречающихся в природе взаимодействия никуда не делось. У такой теории уже даже есть амбициозное имя – Теория Всего. И она – тайная мечта любого физика.

Экстраизмерения

Добавить гравитацию в объединенную теорию казалось безнадежным делом до тех пор, пока, несколько лет назад, группа молодых физиков не предложила коренным образом поменять сам взгляд на проблему.

Механизм, в его принципиальных чертах, прост. Гравитация не слаба сама по себе, она лишь кажется слабой. Ослепленные здравым смыслом, мы остаемся в плену предрассудка, согласно которому Вселенная эволюционирует в пространстве четырех измерений: три из них собственно пространственные – длина, ширина и глубина, а одно – временнóе. Но если мы, напротив, предположим, что размерность больше (5, 6 или 10), добавив измерения, которых мы просто не замечаем, то картина радикально изменится.

Вот и разрешение загадки: гравитация кажется нам слабой, потому что мы всегда наблюдали только ее бледную проекцию в знакомом нам четырехмерном мире. Но в пространстве бóльшей размерности это взаимодействие значительно интенсивнее, чем мы думаем! Учитывая скрытые измерения, мы обнаружим, что гравитационная константа связи становится нормальной и при росте энергии гравитация сможет объединиться со всеми остальными взаимодействиями. Но где же скрываются эти экстраизмерения? В первые мгновения жизни Вселенной огромная энергия позволяет удерживать их открытыми, а при последующем охлаждении они быстро сворачиваются, словно замыкаясь сами на себя, и становятся незаметными. Аномальная же слабость гравитации остается с нами – как гигантская диспропорциональная деталь, словно подсказывающая, что мы не должны довольствоваться видимостью.

Самое удивительное заключается в том, что если дополнительные измерения существуют, то их можно обнаружить с помощью ускорителей элементарных частиц, в частности – LHC. Заставляя сталкиваться протоны высоких энергий, мы можем поколебать те пределы, в которых вот уже миллиарды лет протекает незаметная и молчаливая жизнь скрытых измерений. Различные варианты теории предсказывают существование сверхмассивных элементарных частиц – их свойства практически такие же, как и у других частиц, описываемых Стандартной моделью, только весят они в десятки раз больше, – или даже новые и совершенно экзотические состояния материи, для которых гравитационное взаимодействие значительно сильнее, чем обычно. То есть возможно образование агломератов субатомных частиц, удерживаемых вместе не электромагнитным, как электроны в атоме, и не сильным, как кварки в ядре, а гравитационным взаимодействием.

На очень маленьких расстояниях гравитационное притяжение может оказаться настолько сильным, что (теоретически) способно привести к рождению микроскопических черных дыр. У них нет ничего общего с космическими черными дырами – гигантскими небесными телами в центрах многих галактик, настолько массивными, что они оказываются невидимыми, так как даже свет не может оторваться от них. Если такие микроскопические черные дыры действительно могут образовываться, то они должны быть безобидными неустойчивыми частицами, существующими очень короткое время и оставляющими по себе в качестве доказательства своего существования микроскопический фейерверк из десятка элементарных частиц, который можно зарегистрировать ультрачувствительными детекторами, окружающими зону реакции. Поскольку до сих пор ни в одном эксперименте не было замечено ни следов сверхмассивных частиц, ни микроскопических черных дыр, то мы можем оценить сверху ничтожные пространственные размеры все еще скрывающихся дополнительных измерений. Короче говоря, вопрос остается открытым, и любой день может оказаться для нас счастливым. Момент, когда подтвердится какая‑то определенная теория дополнительных измерений, не только впишет этот день в анналы истории науки, но и откроет новую главу в истории человечества. Какая захватывающая смена перспективы, меняющая всю картину мира! Попробуйте‑ка, к примеру, мысленно вписать себя в десятимерный мир или хотя бы попросту его представить. Либо задайтесь вопросами о том, что за удивительные возможности принесет нам систематическое исследование этой новой и доселе неизвестной стороны Вселенной.

В поисках священного Грааля