• Путешествие к центру… материи

  • Понедельник, 19 февраля 2007 года

Возможно, когда-нибудь весь мир спросит, из чего сделаны все вещи во Вселенной. Сегодня, как нам известно, самые мелкие структуры, познанием которых мы довольствуемся, - это атомы. Многие к тому же знают, что атом состоит из ядра и ряда электронов, и что ядро в свою очередь состоит из протонов и нейтронов. Есть и те, кто знает, что протоны и нейтроны в свою очередь образованы мельчайшими частицами, именующимися кварками, и что есть различные их типы, и что существуют другие субатомные частицы. Одни из самых мелких частиц, известных нам в настоящее время, - это нейтрино. Они крайне малы. Тысячи этих частиц, излучаемых Солнцем, ежедневно проходят сквозь наши тела так, как если бы нас не существовало, и без проблем преодолевают большие расстояния, существующие между частицами, которые составляют наши атомы.

Но совершить путешествие к мельчайшему означает вступить на землю неизведанного. Даже ученые, занимающиеся квантовой физикой, испытывают к микроскопическому миру уважение, смешанное со смущением. С тех пор, как Демокрит в V в. до н.э. выдвинул теорию существования неделимых частиц, называемых атомами, человек встал на путь открытия существования мельчайших частиц, составляющих материю, основных блоков, из которых образована Вселенная. Так уж произошло, что в прошлом веке была не только познана внутренняя структура атома, но его еще и удалось расщепить на более фундаментальные частицы.

Но когда стало считаться, что протоны, нейтроны и электроны являются последними частицами во Вселенной, ученые начали теоретизировать и обнаруживать существование множества еще меньших частиц. Можно точно сказать, что до настоящего момента не существует приборов, способных  показать нам настоящий внешний вид этих крошечных фундаментальных блоков. Вопрос, возникающий после лет исследований в этой области науки: что представляет собой самая фундаментальная частица материи? Дошли ли мы с кварком до конца поисков краеугольного камня материи? Одна из наиболее современных теорий в области квантовой физики предлагает нам подняться еще на одну ступеньку выше. Это суперструнная теория. По мнению физиков-суперструнников, такие частицы, как нейтрино, различные типы кварков, мезоны, лептоны, бозоны и ряд других неизвестных человечеству частиц, - это видимое проявление струн невообразимо малой величины. Суперструнная теория (ССТ) предполагает, что эти субатомные «мотки» непрерывно вибрируют, и различные формы вибрации проявляются перед глазами наблюдателя в виде различных частиц. На этом этапе наше исследование микромира достигло масштабов, которые весьма трудно себе представить: фундаментальные струны, предложенные ССТ, имеют диаметр приблизительно 10 в минус 24-й степени сантиметров. Если иметь в виду мир, в котором мы ежедневно перемещаемся, то можно с уверенностью утверждать, что эти струны не занимают объема в пространстве. Но если они не занимают никакого объема, то получается невероятный парадокс – материя… не существует! Тем более, если знать, что большая часть объема атома пустая. Чтобы иметь приблизительное представление: если бы мы могли увеличить атом до такой степени, чтобы он имел диаметр 200 метров, ядро было бы величиной с песчинку, а облако электронов – практически неразличимым, и вращалось бы вокруг ядра на расстоянии 100 метров. Эту пустоту атома очень трудно понять нашим разумом. Хотя «твердая» материя занимает во Вселенной ничтожное место, как бы там ни было, она все же существует. Очевидно, что она существует в состоянии, весьма отличном от того, которое мы можем воспринимать нашими глазами. Материя не находится в состоянии, в котором мы ее видим, скорее она, подобно песку, пребывает в постоянном движении.

Знаменитый астроном Карл Саган в отрывке своей книги «Космос» излагает  древнюю индусскую теорию, охарактеризованную им как «интересную». Согласно ней, последнего слоя материи ни в сторону мелкого ни в сторону крупного вообще не существует; если бы мы могли приобрести значительно меньшие размеры, то проникли бы в проявление вселенной такой же малой величины с людьми, горами, реками, имеющими невообразимо малые размеры. В свою очередь фундаментальные частицы этой маленькой вселенной были бы проявлением еще меньшей вселенной и так далее. Эти невообразимые суждения находятся вне досягаемости для современной науки. Легендарный Будда из Индии однажды рассказал, что в одной песчинке существует три тысячи миров, и что в каждом из этих трех тысяч миров существуют песчинки, каждая из которых содержит еще по три тысячи миров. Древняя китайская философия имеет схожие представления. Что является правдой в этих аргументах?

Весьма вероятно, что человек находится далеко от фундаментальных кирпичиков Вселенной. Меньше надежд испытывают те, кто утверждает, что лестница к микроскопичному бесконечна. Но из этой последней теории можно представить себе сюрпризы, с которыми мы могли бы столкнуться на своем пути к бесконечности. Маленькие люди? Частицы, обладающие свойствами, крайне отличными от того, с чем мы знакомы? Возможно, что в конце нашего маршрута находится «ультра-микро-квантовый суп», состоящий из невообразимо мелких частиц, что-то вроде первоначальной воды из всех остальных частиц. Вселенная может быть наполнена этой «водой». По крайней мере, так называемые «темная материя» и «темная энергия», составляющие более 90% нашей Вселенной, продолжают оставаться загадками для современных астрофизиков, которые, несмотря на то, что не могут их видеть, могут оценить их явную силу, оказывающую влияние на галактики. «Все, что мы видим в этом мире, находится в иллюзорном состоянии» - это древнее буддийское представление. Вероятно, это предположение может бесконечно применяться каждый раз к более микрокосмическому состоянию. Или, возможно, когда-нибудь мы действительно обнаружим настоящую «космическую воду».

Подписаться:

Social comments Cackle

загрузка...