Как разгадать тайны времени и пространства
Гравитация невероятно слабая сила. Просто вдумайтесь: вы можете оторвать свою ногу от земли, несмотря на всю массу Земли, которая ее притягивает. Почему она такая слабая? Неизвестно. И, возможно, потребуется очень и очень большой научный эксперимент, чтобы это выяснить. Джеймс Бичем — физик из Университета Дьюка, который работает с детектором ATLAS на знаменитом Большом адронном коллайдере в Швейцарии. Недавно он описал свой физический эксперимент для Gizmodo: невероятно большой ускоритель атомов — Ультра-адронный коллайдер — расположенный по внешнему краю Солнечной системы.
Такой эксперимент мог бы решить большинство загадок физики сразу, например, раскрыть истинную природу темной материи или доказать возможность путешествий во времени. «Чтобы понять, что происходило во время Большого Взрыва, чем ближе к самому моменту мы подбираемся, тем выше энергии нам нужны для экспериментов на коллайдере, а значит приходится строить коллайдеры все больше и больше», говорит Бичем. «В настоящее время мы довольно хорошо понимаем, что происходило, когда Вселенная была размером с яблоко; этого мы можем достичь с энергиями БАК. Но когда она была меньше, чем дальше назад во времени, тем непонятнее».
Физики уверены, что знают основные принципы Вселенной. Частицы взаимодействуют через силы, из которых известно четыре: электромагнетизм; «слабая» сила; «сильная» сила; гравитаци. Каждая сила имеет правила, которые мы находили в ходе экспериментов, проводимых в течение сотен лет. Некоторые фундаментальные взаимодействия сильнее, некоторые слабее.
По сравнению с другими тремя «гравитация не просто слабая, она практически несущественная», говорит Бичем. Далее — от первого лица. На Большом адронном коллайдере, где я работал, мы изучаем базовые, элементарные правила природы, сталкивая протоны вместе на высоких энергиях. Правила, которые мы исследуем, описываются в терминологии частиц и сил, и гравитация — единственная из четырех известных сил, на которую мы даже не обращаем внимания, рассчитывая самые высокоэнергетические столкновения протонов. Если бы наделяем сильное взаимодействие силой 1, гравитация будет иметь силу 10-39. 39 нулей после запятой. То есть, вообще ничего.
Эта загадка науки одна из самых непонятных для нас. Почему силы взаимодействий выстроились таким образом? Почему гравитация такая слабая? Природа такова, какая есть, независимо от того, какой люди ее представляют. Но эксперименты показали, что при достаточно высоких энергиях электромагнетизм и слабая сила сливаются вместе в одну силу. При еще более высоких энергиях, полагают ученые, сильное взаимодействие также будет к ним присоединяться. Но гравитация отличается. Ученые не знают, будет ли гравитация объединяться с остальными силами при достаточно высоких энергиях.
«Гравитация — это сила природы, но ее правила — математика, которая лежит в ее основе, самое точное описание — каким-то образом сильно отличаются от остальных», говорит Бичем. И продолжает: Гравитация лучше всего описывается общей теорией относительности Эйнштейна, а три другие силы, которые описываются Стандартной моделью физики элементарных частиц, основываются на квантовой теории поля. И хотя сходства есть, они разные. То есть когда мы наивно пытаемся сшить их вместе, мы получаем бессмысленные ответы.
В нашей нынешней Вселенной, используя наши нынешние технологии, «практически невозможно найти ответ на этот вопрос эмпирическим путем», говорит Бичем. Почему? «Мы не можем добраться до таких высоких энергий столкновения, в первую очередь потому, что не можем построить коллайдер достаточно большой для этого». Он говорит, что некоторые теоретики полагают, что есть что-то еще (вроде других частиц или дополнительных пространственных измерений, как вытекает из теории струн и ее расширенных моделей), что может показаться в эксперименте, объединяющем гравитацию с другими силами.
Но для этого нам нужен коллайдер размером с Солнечную систему. Даже 27-километровый круглый Большой адронный коллайдер, использующий сверхпроводящие магниты для ускорения и столкновений пучков протонов на 99,999999% скорости света, недостаточно большой, чтобы ответить на эти вопросы. Он может узнать только лишь какой была Вселенной, когда она была размером с яблоко. Ученым может потребоваться больше энергии и, следовательно, больший коллайдер, чтобы разобраться во Вселенной меньше размера яблока.
Насколько больше? Возможно, сильную и слабую ядерные силы можно было бы объединить при помощи коллайдера, построенного вокруг Марса. Но чтобы добавить гравитацию в это уравнение, «по некоторым приблизительным оценкам потребуется коллайдер, опоясывающий орбиту Нептуна. Более того, некоторые ученые утверждают, что эта оценка очень приблизительна и нам придется построить кольцо еще больше». Преимущества будут огромными — такой коллайдер сможет опробовать масштабы Планка, самые маленькие масштабы, в которые мы можем заглянуть, позволенные квантовой механикой. «Мы бы поняли все о гравитации, о квантовой механике и, между тем, также получили бы объединенную электрослабую и электросильную силу просто так, а вслед за ней путешествия во времени, теорию струн, темную материю, темную энергию, проблему измерения, теорию множественных вселенных и так далее.
Что? Путешествия во времени? По мнению Бичема, мы бы получили настолько подробное представление о Вселенной и о том, как работает пространство-время, что, возможно, смогли бы положить свои знания в основу будущих технологий манипуляции со временем. «Вполне возможно, что сила гравитации и другие силы природы объединяются при некоторых чрезвычайно высоких энергиях, но для исследования этого вопроса нам потребуется создать коллайдер по типу БАК, опоясывающий внешние пределы Солнечной системы или даже больше».
К сожалению, мысленный эксперимент Бичема неосуществим в настоящее время: «Технологий, человеческой силы и ресурсов для создания коллайдера частиц, опоясывающего внешние пределы Солнечной системы, просто не существует. Даже если бы мы взяли технологии существующего ускорителя и детектора на БАК, масштаб был бы проблемой в самом практическом смысле: непонятно, хватит ли материала для создания этой махины в Солнечной системе, на всех источниках — Земля, Луна, планеты, астероиды и т.п.
И чтобы разогнать протоны до таких высоких энергий, даже на БАК, мы используем сверхпроводящие магниты. Магниты приобретают свойства сверхпроводников только если вы делаете их очень холодными. Можно было бы подумать, что это будет полезно для создания ускорителя частиц в космосе. Космос ведь очень холодный. Но для сверхпроводимости он не очень холодный. Внешний космос имеет температуру 2,7 Кельвина, но магниты требуют 1,9 Кельвина. Близко, но все еще нет. На БАК эти температуры достигаются при помощи жидкого гелия. Непонятно, хватит ли жидкого гелия вообще где-нибудь поблизости, чтобы охладить круговой ускоритель размером с Солнечную систему.
При таких энергиях детекторы должны быть огромными. Вам придется обучать физиков и обзаводиться непостижимым количеством вычислительной мощности. Вам понадобится передовая робототехника, защита от астероидов, комет и другого мусора. И все это еще нужно привести в движение. Вы не можете использовать энергию Солнца, потому что машина окружает Солнце на расстоянии Нептуна. Устройство таких размеров потребует прорывов в области энергетики, которые не представляются возможными в ближайшем будущем.
Такой эксперимент изменил бы физику. В конце концов, такие эксперименты помогают физикам понять, как все устроено, и такой ускоритель даст убедительные ответы на множество вопросов. Это изменит мышление людей. Изменит то, что мы подразумеваем под «пониманием».
Если бы мы строили коллайдер вокруг внешней границы Солнечной системы, знания, которые мы бы приобрели — о природе гравитации, о том, как увязать в одно квантовую механику и общую теорию относительности, о путешествиях во времени, о том, что было в момент Большого Взрыва, о том, может ли наша Вселенная быть всего одной из бесконечного числа множественных вселенных — настолько изменили бы наше представление о реальности, наше отношение к природе, этому ее языку, пониманию мира, человечества, происходящего вообще, нашего места во вселенной, что нам пришлось бы изобретать новую концепцию понимания, чтобы это описать.
Очевидно, никто из людей не работает над таким экспериментом, хотя ЦЕРН уже разрабатывает на бумаге Будущий круговой коллайдер, туннель которого будет 80-100 километров длиной. Впрочем, возможно, где-то кто-то во Вселенной и работает над таким проектом. Было бы фантастикой, если бы некая далекая цивилизация где-нибудь еще во Вселенной уже работала бы над этим, а у нас была хотя бы возможность найти и связаться с ней, чтобы спросить о результатах даже обычных физических экспериментов. Такая же у них масса бозона Хиггса? Нашли ли они X и Y бозоны, которые демонстрируют объединение электрослабой и электросильной сил? Добрались они до планковских масштабов? Что такое темная материя? Можем ли мы двигаться назад во времени? Вселенная будет продолжать работать по тем же законам. Реальный вопрос в том, смогут ли люди когда-нибудь понять эти законы.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - ...
Последние аномальные новости

В Башкирии поймали чупакабру

В прошлый раз Земля опрокинулась набок из-за смещения полюсов

В Хабаровском крае есть чем удивить охотников за артефактами

Великобритания намерена использовать тепло ЦОД для отопления домов

Восстание Машин начнется с России

Женщина нашла на даче неведому зверушку

Женщину не выпустили в США из-за долга в шесть копеек

Из бургеров будут делать безопасное топливо

Лик Бога запечатлели в небе в Испании

Мистический камень в Нагорном парке Баку

НАСА разработало план по спасению человечества

Новый Год люди праздновать не будут

Новый телескоп может обнаружить инопланетян до их вторжения

Обнаружены следы недавней вулканической активности на Луне

Планеты в системе TRAPPIST-1 лежат точно в одной плоскости

Подросток сделал себе инъекцию ртути, чтобы стать Росомахой

После Великого задымления начнется Апокалипсис

Почку ГМ-свиньи подключили к человеку

Предсказанное Эдгаром Кейси время началось

Проживающая 35 лет в бочке женщина согласилась переехать

Рыба может убить иммунную систему человека

Сектанты убили трех человек во время жертвоприношения

Синтезировано вещество для очищения планеты

Составили карту всех рек на Титане

У 70-летней женщины родился первенец

Ученые опознали глубоководных монстров

Флот инопланетян замечен возле Солнца

Эвакуацию начнут с резерваций, аулов и деревень

Экстремально распухшая экзопланета

Ясновидящий рассказал о начале Третьей мировой войны

В британских школах запускают распознавание лиц

В ранней Солнечной системе существовала огромная брешь

В США наступает грузовой армагеддон

Власти Канады насильно лечат индейцев, индейцы уходят в прерию

Дайверы обнаружили похожее на трубу существо

Девочка установила 187 зарегистрированных рекордов

Женщина нашла тайную комнату под кроватью номера

Женщина умерла от таинственной жажды

Жизнь во Вселенной есть, ее не может не быть

Загадочное существо, обнаружено на берегу Австралии

Извержение на Ла Пальма предсказано в мультике I Pet Goat II

ИИ исследует воздействие космической радиации

Мужчина создал лекарство от смертельной болезни сына

Нашу Вселенную создали в лаборатории

Офтальмолог объявила о пандемии близорукости

Певица рассказала о дружбе с инопланетянами

Полицейские изъяли у фермера 1001 куст конопли

Пришельцы показали мне моего инопланетного сына

Российский электронный паспорт представят в двух видах

Россию призвали готовиться к третьей мировой войне

Ростех выпустит трекеры для контроля за местоположением

Рыбаки поймали существо весом две тонны

Создан незаразный коронавирус

Создана умная трость для слепых

Счастливый и здоровый ягненок с пятой ногой на голове

Таинственный полый остров обнаружен на Google Maps

Треугольный НЛО обнаружили на старом снимке НАСА

У берегов Корнуолла заметили морское чудовище

Убийца-вампир сбежал и был разорван толпой

Факторы, помогающие сохранить здоровье и долголетие

Где в Крыму заказать электромонтажные работы

В Японии решили искать мертвецов ради выгоды

Вещий сон принес мужчине миллион долларов

Девочка сообщила родителям, что скоро все мы умрем

Евреев обвинили в возникновении коронавируса

Жительница Омска отказалась переезжать из бочки

Инопланетяне отключили ядерные ракеты

Корпорации правят миром

Летающее такси поднимутся в воздух в 2022 году

Мужчина за сутки выпил в 51-м пабе

Мужчина поймал рекордно большую ленточную цихлу

На Титане открыта разновидность тектоники плит

На Фиджи уволят 344 учителя в рамках политики 'нет прививки, нет работы'

На юге Омской области местные жители увидели НЛО

Нашествие жирных ядовитых змей началось в Австралии

Огромную доисторическую щуку поймали в Канзасе

Озеро Тахо побило рекорд по высыханию

Пассажир сделал снимок северного сияния во время полета

Перед концом человек чувствует запах смерти

Призрака сняли на кладбище в Ист-Болдре

Производитель батончиков начал производить растительную говядину

Профессор развеяла восемь мифов о вакцинации

Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами

Ребенок пропал без вести во время семейного путешествия

Самое древнее в мире изображение призрака

Сделано 6.66 миллиардов уколов вакцин

Странная история, которую рассказал мальчик

Убивать врачей-садистов с помощью сверхспособностей

Часть экспертов допускает появление ковида из-за эксперимента

Человечество погибнет из-за дефицита кислорода

Чемпионка России подозревается в ритуальном убийстве

ТОП-5 способов использовать ненужную шубу

На что все-таки влияет ИКС, зачем он нужен и как используется

Армия Китая готовится к сдвигу полюсов

Армянский Стоунхендж

Атомная бомбардировка астероидов может спасти Землю

Аэротакси с большой дальностью полета

Было ли у Вселенной начало и есть ли у нее смысл

В Арзамасской крепости нашли крест изгоняющий дьявола

Вещества, содержащиеся в игрушках и косметике, могут вызвать смерть

Гипотезу происхождения индейцев от японцев опровергли

За Нептуном могла находиться еще одна гигантская планета

Загадочное существо нашли на побережье Квинсленда

Засекли целый фейерверк загадочных радиовсплесков

Земля окружена гигантским магнитным туннелем

ИИ научили предсказывать банкротство компаний

Китай создал собственную Зону 51

Майнер биткоинов собирается обогревать зимой целый город

Мошенники клонировали голос для хищения $35 млн

Мужчина случайно пробежал марафон

Полярные сияния на экзопланетах могут быть источниками радиоволн

Проапгрейдили цифрового двойника Земли для моделирования климата

Продукт, снижающий риск смерти

Робогепарда научили приземляться по-кошачьи

Родильный Пуп-камень

Создана точная карта самого северного петроглифа

Старые пророчества про Нибиру и Последние Времена

Субмарина ВМС США могла столкнуться с НЛО

Теперь можно везде оплатить лицом проезд в метро Москвы

Туристические полёты Virgin Galactic отложены до конца 2022 года

Фермеры бросают поля. Продукты скоро подорожают

Чудодейственная часовня Иоанна Крестителя

Экзопланета, плотность которой вчетверо меньше плотности воды

Салюты в Казани

Бог послал человека найти пропавшего ребенка

Большинство американцев не исключают покупки дома с привидениями

Водяной пар обнаружен в атмосфере Европы

Вундеркинду из МГУ поступают угрозы

Где в Ярославле отметить Хэллоуин

Девушка сделала ДНК-тест и не нашла себя среди живых

Диск Сабу - доказательство высоких технологий в древности

Для поиска инопланетян начнут использовать квантовые компьютеры

Долгожитель посоветовал не напрягаться из-за проблем

Затопленная Молога показалась на поверхности

Изумрудное северное сияние над поселком Дальние Зеленцы

Искусственный интеллект научили выявлять инсульт по КТ

Коронавирус мог передаться человеку через диких животных

Лунный календарь на ноябрь 2021 года

Мир погружается в хаос, можно включать обратный отсчет

Мрачное будущее Земли после смерти Солнца

НЛО летал вечером над Брестом

Петроглифы Сикачи-Алян ровесники Египетских пирамид

Прогноз по картам Таро на ноябрь 2021

Сенситиву было показано превращение Индии в Хиросиму

Скайнет демонстрирует признаки пробуждения

Стало известно время схода Земли с орбиты

Стейки станут роскошью из-за изменений климата

Таинственный призрак в Паттайе

Удивительные Амурские столбы

Фэн-шуй прогноз на ноябрь 2021 года

Чем опасны солнечные и лунные затмения в ноябре

Черное зеркало Джона Ди

Что вызвало аномальное извержение кометы возле Юпитера

Ядерная война стала ближе

Автономные роботакси Aurora будут доступны по подписке

Аномалии в распаде ультрахолодных молекул NaK и NaRb

В крови космонавтов нашли маркеры повреждения мозга

В Нью-Йорке пройдут учения по распылению газа

Вольф Мессинг предсказал России кардинальные перемены

Всадник без головы живет на кладбище шахтерского городка

Вулканическая зима может начаться уже сегодня

Грибы могут улучшить психическое состояние

Группа НЛО замечена над Техасом

Движение околозвездных дисков в двойной системе

Двуглавый мальчик из Бенгалии

Для акупунктурных точек нашли анатомическую основу

За поиск предсказаний в Симпсонах будут платить

Загадочный радиоисточник в плоскости Млечного Пути

ИИ будет следить за человеком в Facebook

ИИ заменила реальные объекты на улице на виртуальные

На Венере никогда не было океанов

На Земле до сих пор есть неоткрытые острова и реки

Над Финским заливом увидели НЛО

Назвали худшее время в истории Земли

Началась первая волна распространения 5G-технологий

Обломки звездолета обнаружены на Марсе

Призрачная деревня Плакли

Реальные истории, на которых основаны популярные ужастики

Ребенок, воспитанный с шимпанзе

Связали химический состав солнцеподобных звезд и экзопланет

Слепой пес мастерски обходит любые препятствия

Сны про свадебное платье

Церемония открытия Адских Врат

Черепашонок с двумя головами и шестью конечностями

Натуральная и экологически чистая мебель из Воронежа

Антипрививочники воспрянули духом

Подписка на новости
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика