Охота за кварками
Шрифт:
Андрей Линде
Я вышел на станции метро «Юго-Западная» и сел в автобус. Он долго, минут сорок, увозил меня все дальше от центра города. Почти у Московской кольцевой дороги, рядом с лесной рощицей, стоял 16-этажный дом-башня.
Лифт поднял меня на 13-й этаж, я позвонил. Дверь открыл А. Линде, молодой физик-теоретик.
Гипотезу о «горячей» Вселенной выдвинул в 1946 году физик-теоретик Г. Гамов (1904–1968). Он-то первым и заговорил о физике, обусловившей расширение Вселенной.
Гипотеза Г. Гамова, неоднократно уточнявшаяся и выдержавшая экспериментальную проверку, оставляла открытыми вопросы о сверхранних состояниях Вселенной.
Но можно ли и насколько приблизиться к нулевому моменту, моменту «пуска» Вселенной?
Еще десять лет назад сверхплотным веществом считалось вещество с плотностью 10 14– 10 15граммов в кубическом сантиметре, с плотностью, незначительно превосходящей ядерную. А как описать состояние материи, в котором Вселенная находилась в начальные доли секунды, было совершенно неясно. Теперь, после работ А. Линде, А. Старобинского и других (в основном советских) теоретиков, уже удается описать свойства вещества с плотностью, почти на 80 порядков превосходящей ядерную!
Биография А. Линде предельно проста. Родился в 1948 году. В 1972-м окончил физфак МГУ. С 1985-го — сотрудник отдела теоретической физики (руководит им академик В. Гинзбург) Физического института имени П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), где работает и сейчас В 1978-м вместе со своим бывшим научным руководителем Д. Кпржницем за цикл работ награжден премией имени М. В. Ломоносова АН СССР. В 1983-м защитил докторскую диссертацию на тему «Фазовые переходы в теории элементарных частиц и космология».
Андрей из семьи ученых: отец — известный радиотехник, профессор; мать доктор наук, крупный специалист по космическим лучам.
И семья у А. Линде получилась чисто научной. УКена тоже доктор наук, тоже физик-теоретик, специалист по квантовой гравитации.
Биография А. Линде коротка, совсем несоизмерима ни с предметом его занятий — вся Вселенная, да еще и расширяющаяся! — ни с тем, что сулят его раооты науке.
— В космологии, — рассказывал А. Линде при нашей встрече, — существует много вопросов, ответить на которые прежде даже не пытались. Почему, к примеру, во Вселенной есть вещество и отсутствует антивещество?
Почему Вселенная в больших масштабах очень однородна и изотропна? Подобные вопросы долгое время казались почти метафизическими. И ответ на них обычно базировался на так называемом антропном принципе. Говорилось, что в анизотропной и неоднородной Вселенной, не содержащей избытка вещества над антивеществом, не могла бы возникнуть жизнь, и никто не мог бы задавать подобные вопросы. Такой ответ довольно остроумен, но не вполне удовлетворителен. И объяснить многое из этой кажущейся метафизики смогла только теория элементарных частиц…
В 1922 году советский ученый, ленинградец А. Фридман (1888–1925) предложил модель нестационарной Вселенной. (К сожалению, А. Фридман умер, так и не узнав о научной революции, вызванной двумя его короткими статьями, не узнал он и о том, что его модель была подтверждена наблюдениями американского астронома Э. Хаббла в 1929 году, не узнал он и о присуждении ему посмертно премии имени В. И. Ленина, 1931 год.)
Фридмановская модель «расширяющейся Вселенной» объяснила многое, но она ничего не говорила о периоде очень-очень ранней Вселенной, о том, что происходило сразу же после Большого Взрыва. Этот пробел восполнен новым сценарием (наиболее полно он изложен в докторской диссертации А. Линде) «раздувающейся Вселенной», тому отрезку в жизни Вселенной, который предшествовал фридмановскому.
У А. Фридмана темп расширения Вселенной постепенно замедляется. У Линде радиус Вселенной, начиная от минимального, быстро нарастает («раздувается», как растущий пузырь) по экспоненциальному закону, что напоминает неудержимый рост цен с постоянной годичной скоростью инфляции. Отсюда и другое название для этого периода развития — «инфляционная Вселенная».
Конечно, инфляция не может продолжаться бесконечно долго: все длилось кратчайшие доли секунды, но в них уложились события огромного для Вселенной значения. Вот точные данные, которые не могут не казаться совершенно фантастическими. За время 10 – 30секунды из точечной области размером меньше 10 – 33сантиметра (!) возникли просторы протяженностью в 10 миллиардов световых лет (10 28сантиметров)!! И все вещество, содержащееся внутри наблюдаемой части нашей Вселенной (10 45тонн), возникло из крохи, имеющей не более чем 10 – 5грамма вещества!!! Противоречия с законом сохранения энергии? Их нет. Все явилось результатом огромной работы, которую совершили гравитационные силы во время раздувания Вселенной.
После завершения этого процесса Вселенная разбилась на большое количество областей. В каждой из них свойства элементарных частиц и законы их взаимодействия друг с другом различны (наш счастливый жребий!). Этих областей мы не видим, так как размеры каждой (в том числе и той, где мы живем) во много раз превышают размеры наблюдаемой нами части Вселенной…
Наша беседа с А. Линде продолжается. То, о чем рассказывает Андрей, очень непросто, и я тут вовсе не пытаюсь притворяться шибко понимающим. Я возбужден не только тем, что воочию вижу, как на листе бумаги под быстрым карандашом А. Линде извивается и трепещет «траектория» эволюционирующей во времени Вселенной. Не только тем, что нити микромира и макромира оказались завязанными в одном хитро запутанном клубке. Больше всего, пожалуй, меня будоражит сидящий против меня за столом Андрей: он сам представляется мне огромной нерешенной загадкой.
Я думаю о необычности его профессии — профессии физика-теоретика, — об исследователях, поневоле вынужденных работать в одиночку («мы одиночки», несколько раз повторял он) годами — среди библиотечных полок, с редкими вылазками на семинары, где можно выслушать приговор коллег, — вынашивающих свои мысли («Месяц читаю одни детективы, — признался Андрей, — у меня сейчас творческий тупик»). Думаю и о том, как же ему все-таки удается (какие тут особые приемы, подходы, правила научной «игры») держать Вселенную на кончике пера.
Я соприкоснулся с большой (и профессиональной и личной) тайной, и это взволновало меня. Как вообще может крошка человек, плывущий в головокружительных просторах космоса на небольшом суденышке — Земле, вращающейся вокруг одной из миллиардов звезд, как может человек, заключенный в этой мельчайшей частичке Вселенной, изучать всю ее остальную бескрайнюю часть?
Догадываться о ее прошлом и будущем? И не просто догадываться, но творить твердое знание? И даже замахиваться — сколько научной смелости тут требуется! — на то, чтобы в конце концов объяснить, откуда же берутся эти вселенные?