Никола Тесла — повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов
Шрифт:
Рис. 27. Многомерное мироздание
Иллюстрация показывает, как наше обычное трехмерное (черное) пространство переходит в многоцветие вложенных измерений. Существует много моделей пространственных конструкций с четырьмя «большим количеством измерений, в которые наш мир входит лишь как часть. Можно даже придумать миры, где существует сразу несколько направлений времени, и вообразить еще более экзотические структуры. Но все они имеют общее свойство: между событиями в различных пространственно-временных точках нашего трехмерного мира будет существовать связь через недоступные нашему восприятию четвертое, пятое и следующие измерения. В таком многомерном мире можно попасть в прошлое или будущее и вернуться обратно, мгновенно переместиться из одного места
В свое время два выдающихся физика-теоретика Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули применили идеи квантовой механики к электромагнитному полю. Теория получилась удивительно элегантной и позволила рассчитать много новых эффектов. Квантовая физика торжествовала еще одну победу. Казалось, удалось создать единую теорию вещества и поля, которая с высокой точностью описывает все явления микромира. И тут вдруг выяснилось, что для массы электрона, его электрического заряда и многих других связанных с ними величин новая теория дает физически бессмысленные бесконечные значения! Все попытки устранить их заканчивались неудачей. Получались выражения, зависящие от выбора системы координат, то есть от способа расчета. Устраняя бесконечность, взамен получали неоднозначность.
В таком противоречивом и противоестественном состоянии квантовая физика жила более полувека. Она умела с астрономической точностью, а в некоторых случаях и до триллионных долей процента, рассчитывать строение атомов и молекул, правильно предсказывать вероятность различных процессов с элементарными частицами и вместе с тем была буквально «заполнена» бесконечностями. Особенно много бесконечностей возникало при квантовании гравитационного поля. В электродинамике можно было схитрить: заменить бесконечные расчетные значения масс и зарядов конечными, взятыми из опыта, — тогда все бесконечности из теории исчезали. Конечно, нехорошо отказываться от расчета таких важных физических величин, как заряды и массы, но зато все другие можно было вычислить с огромной точностью. К сожалению, в гравитационной теории и этого нельзя сделать: бесконечных величин там слишком много, и никакая замена не помогает. В течение многих лет положение выглядело совершенно безнадежным.
На помощь пришла суперсимметрия. Оказалось, что бесконечности, связанные с гравитино, в точности такие же, как для гравитона, но только с обратным знаком. Они компенсируют друг друга, и супергравитационная теория становится свободной от бесконечностей. Это был выдающийся успех, и появилась реальная надежда создать непротиворечивую теорию элементарных частиц. Для этого к двум гравитационным компонентам нужно добавить другие поля-компоненты, чтобы получился симметричный единый супермультиплет. Многокомпонентная теория объединила кванты всех четырех известных полей взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного ядерного и слабого, ответственного за распады частиц и атомных ядер.
Однако более тщательные исследования показали, что часть бесконечностей все же осталась. Получается, что для преодоления бесконечностей одной суперсимметрии недостаточно — нужны еще какие-то идеи. И вот тут был сделан один важный шаг — выдвинута гипотеза о том, что окружающий нас мир не исчерпывается тремя известными нам измерениями: длиной, шириной и высотой. В нем есть еще скрытые, не видимые нами пространственные измерения. Получается, что гравитация связана с кривизной четырехмерного пространства-времени, а с высшими измерениями связаны другие поля.
Сейчас физикам приходится постоянно изучать и сравнивать различные варианты теорий пространства-времени, растущих как грибы после дождя, отбирая те, которые используют меньшее количество предположений и более последовательны. Однажды физики-теоретики, в очередной раз перебирая умозрительные построения, наткнулись на очень странный результат, полученный в начале 20-х годов прошлого века польским физиком Теодором Калуцей, преподававшим в то время в Кенигсбергском университете. Профессор Калуца подверг глубокому анализу ряд положений общей теории относительности
Этот парадоксальный результат очень пригодился при создании теории единого суперполя, все компоненты которого, основываясь на идее Калуцы, можно было бы считать гравитацией в многомерном пространстве-времени. Правда, здесь опять возникает каверзный вопрос: почему мы никак не ощущаем наличие дополнительных пространственных измерений в окружающей физической реальности?
Ответ на данный вопрос пока удается получать только писателям-фантастам, многократно эксплуатирующим идею многомерных миров (рис. 28). Любопытно, что даже художественный поверхностный анализ подобной концепции сразу же приводит к некоторым вполне разумным выводам. К примеру, один из современных научных фантастов Василий Головачев создал оригинальный запоминающийся образ нашего мира:
«Большая Вселенная в каждый микромомент времени ветвится на параллельные микромиры, каждый из которых представляет комбинацию микрособытий, реализующихся вследствие вероятностной изменчивости мира…В результате Большая Вселенная разбивается на отдельные Ветви времени, образующие Древо Времен, так называемый “Фрактал временных континуумов”, веточки которого представляют собой отдельные Метавселенные со своим набором физических законов и направлением времени. Таким образом, получается, что линия направления времени каждой Ветви — это линия осуществления одной возможности из числа всех заключавшихся в предыдущем мгновении, в предыдущем узле ветвления…Множество возможных состояний Вселенной образуют Дендроконтинуум — континуум потенциально равноценных копий, Ветвей Мироздания».
Высшие размерности могут быть устроены совсем не так, как наш мир. Откуда известно, что там непременно должны быть метрические свойства, подобные нашим? Почему не должно быть дробной, размерности или в которых число координат изменяется с течением одного или нескольких времен?' В многомерном мире могут реализоваться значительно более сложные геометрии, чем наша, а следовательно, и совершенно другая физика. Чтобы понять это, как раз и нужны теоретические построения в духе своеобразной физико-математической фантастики.
Рис. 28. Миры иных измерений
Одна из общих характеристик этих теорий, что вы, наверное, почувствовали, — чрезвычайная сложность построений. Эйнштейн в шутку как-то заметил, что с тех пор как на его теорию «навалились» математики, он сам перестал ее понимать. Но, по сравнению с теорией супергравитации, общая теория относительности — легкое чтение! Среди теоретиков даже слышатся голоса, что супергравитационная теория еще долго будет иметь лишь чисто умозрительное значение, ведь когда еще будет построен новый сверхгигантский ускоритель элементарных частиц, на котором мы доберемся до сверхмалых расстояний, где обитают гравитино!
Надо заметить, и это очень важно для подрастающего поколения, что очень часто достижения современной теоретической физики связываются различными жуликами и шарлатанами с паранормальными чудесами. Ничего подобного в реальности никогда не наблюдалось, не наблюдается и вполне очевидно, что никогда наблюдаться не будет. Разумеется, ежеминутно средства массовой информации потчуют нас всевозможными чудесами телепатии, телекинеза, ясновидения, НЛО, пришельцами из прошлого и будущего и т. д. и т. п. К сожалению (ибо ученые тоже любят фантастику и научные чудеса!), все подобные ложные сенсации связаны лишь с нарушением психики так называемых «очевидцев», а иногда и журналистов, раздувающих в поте лица мыльные пузыри подобных газетных уток. Ведь огромное количество самых тщательных, с огромной точностью выполненных экспериментов с элементарными частицами (а в этом случае можно получить наибольшую точность) не обнаружило никаких, даже самых малейших нарушений причинности событий в нашем мире. При наблюдении грандиозных космических явлений эстафету у физиков перенимают астрономы и космологи, которые также категорически отрицают наличие каких-либо чудес в границах нашей Метагалактики…