Libmonster ID: UA-2411

Заглавие статьи ОТ КОСМОСА - К КАРТИНЕ МИРА
Автор(ы) Марина ХАЛИЗЕВА
Источник Наука в России,  № 5, 2010, C. 31-33

Марина ХАЛИЗЕВА, журналист

Сегодня центр тяжести научных открытий сместился в сторону астрономии. Веками она считалась самой консервативной из всех областей знаний. Однако ошеломляющие достижения последних десятилетий изменили эту точку зрения. В чем суть новых космологических прорывов, как они меняют наши представления о Вселенной и что еще необходимо знать о ней, наконец, какую роль в этих "скромных устремлениях" будет играть Большой адронный коллайдер - самая крупная экспериментальная установка в мире, построенная в пригороде Женевы? Ответы на эти вопросы дал академик Валерий Рубаков, выступивший в мае 2010 г. с лекцией в Институте ядерных исследований РАН (Москва) на объединенном семинаре ученых, работающих на детекторе CMS европейского коллайдера.

Масштаб, казалось бы, рядового события превзошел все ожидания. Послушать Рубакова, известного специалиста в области квантовой теории поля, физики частиц и космологии, профессора физического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, главного научного сотрудника отдела теоретической физики Института ядерных исследований, наконец, самого молодого академика РАН (избран в 1997 г. в возрасте 42 лет), пришли не только его ближайшие коллеги. Организаторы устроили видеотрансляцию выступления, поэтому на лекции виртуально присутствовали сотрудники Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария), а также Новосибирска, Томска, Омска, Дубны, Гатчины и других российских наукоградов.

В последнее время космология, констатировал докладчик, стала точной наукой. Получены и продолжают поступать количественные данные, характеризующие как современное состояние Вселенной, так и ее эволюцию, начиная с момента Большого взрыва. На их основе сегодня можно сделать общий вывод: существующих знаний о фундаментальных частицах и их взаимодействиях, зафиксированных в Стандартной модели, явно недостаточно для описания наблюдаемого мира, поэтому данная теоретическая конст-

стр. 31

рукция требует радикального расширения. Ученые надеются, что эксперименты на Большом адронном коллайдере помогут "раздвинуть" эти границы и понять, наконец, "как устроена природа"*.

Исторически первым свидетельством неполноты знаний физики микромира служит факт наличия вещества во Вселенной и практически полного отсутствия антивещества. Такая асимметрия между материей и антиматерией, заметил Рубаков, удивительна, поскольку в ранней Вселенной существовала эпоха, когда интенсивно происходили процессы парного рождения и аннигиляции (превращения) частиц и античастиц. В то время (а оно измеряется долями секунды с момента Большого взрыва) она была заполнена ими, причем на миллиард пар частиц и античастиц приходилась одна "лишняя". Впоследствии, при расширении и остывании Вселенной, античастицы проаннигилировали с частицами, а "лишние" остались и образовали окружающее нас вещество. Вопрос о том, каким образом возникла асимметрия между материей и антиматерией, поставили еще в конце 1960-х годов академик Андрей Сахаров и член-корреспондент РАН Вадим Кузьмин, но на него по-прежнему нет однозначного ответа.

Ключом к данной проблеме, возможно, являются открытые недавно взаимопревращения (осцилляции) нейтрино, чрезвычайно слабо взаимодействующие с веществом. В это достижение существенный вклад внес российско-американский эксперимент SAGE, проводившийся в течение 1990 - 2000 гг. на установке Баксанской нейтринной обсерватории (Институт ядерных исследований РАН), расположенной в ущелье Северного Кавказа (Кабардино-Балкарская республика).

Осцилляции нейтрино - первое явление, выходящее за рамки Стандартной модели, обнаруженное в земных экспериментах. Их существование означает, отметил Рубаков, что законы сохранения, характерные для теории элементарных частиц, в действительности нарушаются, чего в принципе достаточно для объяснения асимметрии между материей и антиматерией во Вселенной. Дальнейшее продвижение в этом направлении связано с сооружением новых детекторов нейтрино, созданием искусственных источников этих частиц, измерением их массы, экспериментами на ядерных реакторах и мощных ускорителях. И тут большие возможности открывает женевская установка.

Другое свидетельство необходимости радикального расширения представлений о физике микромира связано с составом современной Вселенной. Космологические данные свидетельствуют: всего 5% ее массы составляет обычное вещество, еще 0,3 - 3% приходится на долю нейтрино. Остальное, как выразился Рубаков, - "неизвестно что", имеющее две фракции - темную материю (около 25%) и темную энергию (65 - 70%)**.

Первая, присутствующая в галактиках и их скоплениях, способна сгущаться. По-видимому, считает докладчик, ее составляют неизвестные частицы, в 100 - 1000 раз тяжелее протона. В целом же можно сказать, что наличие темной массы свидетельствует о новом пласте физических явлений, происходящих на сверхмалых расстояниях. Пути исследования ее - возможная регистрация частиц темной материи в подземных низкофоновых экспериментах, их прямое рождение в ходе опытов на ускорителях, а также детектирова-


* См.: Загадка темной материи. - Наука в России, 2010, N 1 (прим. ред.).

** См.: Л. Смирнова. Старт Большого адронного коллайдера. - В этом номере журнала (прим. ред.).

стр. 32

ние продуктов их аннигиляции. Все это - ближайшие задачи Большого адронного коллайдера.

Роль российских физиков в этих изысканиях неоспорима. Тем более, что некоторые тайны ими уже раскрыты с помощью Байкальского нейтринного телескопа (Институт ядерных исследований РАН), расположенного в озере на глубине 1366 м. Здесь ученые ведут поиск нейтрино высоких энергий, образующихся при аннигиляции частиц темной материи в центре Земли или Солнца. Дальнейшее развитие этой подводной установки, связанное с увеличением мощности телескопа, несомненно, поможет лучше понять динамику астрофизических процессов.

В отличие от темной массы, темная энергия равномерно "разлита" в пространстве и обладает необычными свойствами. Наблюдательные данные свидетельствуют: Вселенная сегодня расширяется с ускорением, а это значит - темная энергия в определенном смысле испытывает антигравитацию (что, кстати, не противоречит общей теории относительности). Но ее природа, по словам Рубакова, - возможно, главная научная загадка XXI в.

Глубокая связь между физикой частиц и космологией проявляется и в теории раздувающейся (инфляционной) Вселенной. Выдвинутая в конце 1970-х - начале 1980-х годов в работах известных ученых Алексея Старобинского, Андрея Линде (СССР) и Алана Гута (США), она отвечает на глобальные вопросы: почему Вселенная такая большая и однородная? почему наше трехмерное пространство евклидово (от имени древнегреческого математика Евклида, жившего в III в. до н.э.), т.е. не искривлено? Согласно предложенной теоретиками модели, на раннем этапе эволюции Вселенная расширилась с гигантским ускорением: с микро- до макроразмеров за доли секунды. Они же объяснили и появление первичных неоднородностей, из которых впоследствии образовались звезды, галактики и их скопления, в результате усиления квантовых флуктуации полей в вакууме. Такая картина, заметил Рубаков, хорошо согласуется с существующими сегодня космологическими данными, а ее окончательное подтверждение связано с будущими измерениями характеристик реликтового излучения.

Механизм расширения Вселенной, безусловно, связан с процессами, происходящими на сверхмалых расстояниях и при сверхвысоких энергиях, пока недоступных прямому экспериментальному изучению. И ближайшие перспективы тут связаны с женевским ускорителем, на котором получены встречные пучки протонов с энергией 7 ТэВ.

В заключение Рубаков подчеркнул: открытия последнего времени в космологии и физике частиц убедительно доказывают: наступил этап кардинального изменения нашего взгляда на природу. Эксперименты на Большом адронном коллайдере позволят еще глубже проникнуть в тайны мироздания. Вероятно, они подтвердят или опровергнут часть выдвинутых учеными теорий и догадок. А это значит, что ответы на основополагающие вопросы современной физики - как вела себя Вселенная в первые доли секунды своего существования? как изначально частицы получали массу? почему антиматерия отличается от материи? - еще впереди.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ОТ-КОСМОСА-К-КАРТИНЕ-МИРА

Similar publications: LUkraine LWorld Y G


Publisher:

Валентин ПротопоповContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/CashBack

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

ОТ КОСМОСА - К КАРТИНЕ МИРА // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 11.08.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ОТ-КОСМОСА-К-КАРТИНЕ-МИРА (date of access: 14.06.2024).

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
ЮГО-ВОСТОЧНАЯ ЕВРОПА В ПРЕДСТАВЛЕНИИ АРАБСКИХ ГЕОГРАФОВ IX В.
Catalog: География 
Yesterday · From Petro Semidolya
"ТУРЕЦКОЕ ОЗЕРО": ЧЕРНОЕ МОРЕ В XV-XVII ВВ.
Catalog: География 
Yesterday · From Petro Semidolya
АВСТРАЛИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XX ВЕКА: В ПОИСКАХ НАЦИОНАЛЬНОЙ И ПОЛИТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ
2 days ago · From Petro Semidolya
НОРМАТИВНО-ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ МИТНИХ ВІДНОСИН У ВЕЛИКОМУ КНЯЗІВСТВІ ЛИТОВСЬКОМУ XVI ст.
Catalog: Право 
4 days ago · From Україна Онлайн
СУЧАСНИЙ УКРАЇНСЬКИЙ ҐРАНД-НАРАТИВ: ПІДХОДИ, КОНЦЕПЦІЇ, РЕАЛІЗАЦІЯ
4 days ago · From Україна Онлайн
The majority of theoretical misconceptions and the most significant misunderstandings in modern astronomy, cosmology and physics are caused by a purely mathematical approach and ignoring philosophical comprehension of physical reality and, as a result, by not deep enough understanding of the essence of certain physical phenomena and objects.
The cardinal difference between relativistic gravithermodynamics (RGTD) and general relativity (GR) is that in RGTD the extranuclear thermodynamic characteristics of matter are used in the tensor of energy-momentum to describe only its quasi-equilibrium motion.
Якщо за лексикою саме балтські мови є найбільш близькими до санскриту, то праслов'янська мова є найбільш близькою як до більш архаїчної сатемної ведичної стародавньоіндійської мови, так і до стародавньокитайської мови, що згідно з дослідженнями Цун-тунг Чанга була індоевропейською мовою.
Термодинамічна інтерпретація загальної теорії відносності та розглядання Всесвіту як єдиного спіральнохвильвого утворення, а так званих елементарних частинок і кварків як кінцевих локальних стоків цих спіральних хвиль фактично дозволили створити «теорію всього»
12 days ago · From Павло Даныльченко
Thermodynamical interpretation of General Relativity, consideration of the Universe as a single spiral-wave formation, and consideration of the so-called elementary particles and quarks as finite local flows of these spiral waves actually allowed the creation of a "theory of everything".
12 days ago · From Павло Даныльченко

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

ELIBRARY.COM.UA - Digital Library of Ukraine

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

ОТ КОСМОСА - К КАРТИНЕ МИРА
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: UA LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Digital Library of Ukraine ® All rights reserved.
2009-2024, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android