Знание-сила, 2004 № 06 924)

Подобным образом зародившаяся около двух десятилетий назад "теория струн" утверждает, что закон всемирного тяготения должен нарушаться также на очень малых расстояниях, и вот почему. Теория струн, пытаясь охватить единым описанием (едиными формулами) все силы, существующие в природе, однозначно пришла к выводу, что такое объединение возможно, если физическое пространство, в котором действуют эти силы, не трехмерно, а многомерно, то есть в нем должны существовать четвертое, пятое, шестое и так далее измерения. Почему же мы не замечаем этих дополнительных измерений? Потому что, отвечает теория, все они, кроме трех, очень коротки и не могут уходить в бесконечность, ибо по всем этим дополнительным направлениям многомерное пространство как бы свернуто в тонкие трубочки. Для наглядности представьте себе, что вы смотрите прямо в торец очень-очень тонко свернутого двумерного листка бумаги. Он представится вам одномерной линией, хотя "на самом деле" его торец имеет конечное поперечное сечение, просто второе измерение в данном случае свернуто до практически исчезающего размера.

Вот в теории струн, чтобы прийти к единым формулам для различных физических сил, приходится постулировать, что все дополнительные измерения физического пространства свернуты до исчезающе малых размеров (порядка 10 в минус тридцать пятой степени метра!) Но все они, продолжает теория, тем не менее дают о себе знать, если измерять силу притяжения двух тел, которые находятся на очень малых расстояниях, меньше одной десятой миллиметра. В частности, должно оказаться, что на достаточно малом расстоянии гравитация между двумя телами станет в тысячи, а то и в десятки тысяч раз больше той, которую предсказывает для таких расстояний формула Ньютона.

В последних вариантах теории струн — а теория эта все время совершенствуется, чтобы прийти к согласию со всеми экспериментальными данными, — постулируется еще более революционное утверждение: некоторые из свернутых измерений на самом деле могут быть свернуты не так "туго", как постулировалось раньше, а слегка "расслабленно", как если бы упомянутый выше листок бумаги слегка раскрутился и обрел видимую толщину. Она может достигать "огромных" значений — до одной десятой миллиметра!

В этом случае, согласно новым расчетам, существующие в дополнительных пространствах гравитационные поля оказываются способными проникать в наше родное трехмерное пространство. Как говорят теоретики, гравитация протекает из одних измерений в другие.

Тогда она должна добавляться к нашей "трехмерной гравитации", так что в сумме на малых расстояниях, опять порядка одной десятой миллиметра, сила притяжения двух тел должна оказаться больше, чем предсказывает формула Ньютона. И эксперимент, который показал бы, что гравитация на малых расстояниях действительно не подчиняется старому закону, был бы одновременно тем самым экспериментальным подтверждением теории струн, которого ее создатели ждут не дождутся. Именно такой эксперимент поставил Джошуа Лонг, и теперь окончательно понятно, почему физики так разволновались.

Источником гравитации в эксперименте Лонга была тонкая металлическая пластинка длиной 20 и толщиной 0,3 миллиметра. Ничего мистического в этих размерах нет — просто тонкая гибкая пластинка из вольфрама, закрепленная на одном конце и способная покачиваться вверх-вниз, как трамплин. Под ней на расстоянии 0,1 миллиметра была закреплена другая тонкая и гибкая пластиночка из вольфрама, подобранная так, чтобы частота ее собственных колебаний совпадала с частотой верхней пластинки. Такое совпадение собственных частот гарантировало, что самая ничтожная сила гравитации, действующая между пластинками, сумеет согласовать их качания. Эксперимент, как видите, прост, вся хитрость — в его необычайной тонкости, вся трудность — в предельно полном устранении всех побочных воздействий, которые могли бы легко исказить результат измерений.

Предприняв все эти необходимые предосторожности, исследователи привели верхнюю пластинку в колебательное движение и увидели, что нижняя тоже стала вибрировать. По величине (амплитуде) этих вибраций им удалось вычислить силу гравитации между обеими пластинками. И она оказалась приблизительно той же, какой и должна была быть по формуле Ньютона. Иными словами, даже на таком малом расстоянии никаких признаков существования предельно свернутых пространственных измерений обнаружено не было. Это ничего не говорит о том, не обнаружатся ли они на еще более малых расстояниях, но пока что их воздействие, которое предсказывала теория струн, не обнаружилось. Не обнаружено и воздействие тех "слегка развернутых" измерений, о которых говорят новые варианты теории струн. Либо никакого такого развертывания нет вообще, либо оно проявляется тоже на более малых расстояниях.