Научный взгляд на устройство вселенной

НА КРАЮ 
ВСЕЛЕННОЙ 159
ба слабых взаимодействий,
которые, вообще говоря, эти массы 
определяют. Мы не в состоянии понять масштаб слабых энергий 
в совсем несложной, казалось бы, версии Стандартной модели, 
и это очень серьезное препятствие к созданию полной закончен-
ной теории.
Существует вероятность, что нынешнюю весьма наивную 
модель когда-нибудь сменит более интересная, тонкая и точная 
теория; физикам такая перспектива представляется куда более 
убедительной, чем разговоры о тонкой настройке теории и, соот-
ветственно, научного взгляда на мир. Несмотря на то что решение 
проблемы иерархии представляется весьма амбициозной задачей, 
БАК, скорее всего, сможет пролить на нее свет. Квантовая меха-
ника и теория относительности задают не только вклад в массу 
частицы, но и энергию, при которой должны появиться (или, ско-
рее, проявиться) новые явления. В данном случае речь идет как раз 
о том диапазоне энергий, с которым будет работать БАК.
Ожидается, что именно эксперименты на БАКе помогут поя-
виться новой интересной теории. Этой теории — а она обязатель-
но попытается объяснить загадки, связанные с массами частиц — 
по идее следовало бы появиться в тот момент, когда будут обна-
ружены новые частицы, силы или симметрии. Вообще, это одна 
из самых серьезных загадок, решению которых, как мы надеемся, 
будут способствовать эксперименты на женевском коллайдере.
Ответ на этот вопрос интересен и сам по себе, но важно 
еще и то, что он, возможно, окажется ключом к другим, еще более 
глубоким тайнам природы. Два наиболее убедительных возмож-
ных ответа предполагают либо расширение набора симметрий 
пространства и времени, либо пересмотр наших представлений 
о пространстве.
В сценариях, которые будут разъяснены более подробно в гла-
ве 17, говорится, что пространство может содержать больше, 
чем три известных нам измерения. В частности, в нем, возмож-
но, имеются совершенно невидимые измерения, в которых за-
ключен ключ к пониманию свойств и масс элементарных частиц. 
Если это на самом деле так, то БАК поможет ученым доказать это: 
в экспериментах на коллайдере будут получены свидетельства 

160 МАСШТАБИРОВАНИЕ 
ВЕЩЕСТВА
их существования — так называемые частицы Калуцы — Клейна, 
путешествующие в полном многомерном пространстве-времени.
Пока же ясно одно: какая бы из теорий ни разрешила пробле-
му иерархии, она должна обеспечить экспериментально доступ-
ные доказательства тому в масштабе слабых энергий. Цепочка 
логически безупречных рассуждений свяжет находки, сделанные 
на БАКе, с теорией, которая в конечном итоге решит проблему 
иерархии. Эта теория может оказаться одной из уже предложен-
ных или совершенно неожиданной, но, так или иначе, она должна 
быть убедительной и безумно интересной.
ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ
Не исключено, что помимо вопросов физики элементарных ча-
стиц БАК поможет осветить природу 
темной материи 
(извест-
ной также как
 скрытая масса
) Вселенной — вещества, которое 
оказывает гравитационное воздействие, но не излучает и не по-
глощает свет. Все, что мы видим, — Земля, стул, на котором вы 
сидите, ваш любимый попугайчик — состоит из частиц Стандарт-
ной модели, взаимодействующих со светом. Но видимое вещество, 
которое взаимодействует со светом и взаимодействие которого 
с окружающим миром мы понимаем, составляет всего лишь около 
4% энергетической плотности Вселенной. Еще около 23% энергии 
Вселенной заключено в так называемом темной материи, сущ-
ность которой остается пока для нас совершенной загадкой.
Темная материя — это на самом деле некое вещество. Это зна-
чит, что оно собирается в сгустки под действием гравитационных 
сил и таким образом (вместе с обычным веществом) вносит свой 
вклад в существующие во Вселенной структуры, к примеру галак-
тики. Однако в отличие от привычного нам вещества, из которого 
состоим и мы сами, и звезды в небе, оно не излучает и не погло-
щает света. Наше зрение основано на восприятии излученного 
или поглощенного света, поэтому «увидеть» темное вещество 
очень трудно.
На самом деле термин «темная материя» ошибочен. Так на-
зываемая темная материя, в общем-то, вовсе не темная. Все тем-

НА КРАЮ 
ВСЕЛЕННОЙ 161
ное поглощает свет. Там, где свет поглощается, мы видим темные 
объекты. А вот темная материя не взаимодействует ни с каким 
светом никаким наблюдаемым образом, и, говоря формально, это 
«темное» вещество прозрачно. Но я и дальше буду использовать 
традиционную терминологию и называть эту неуловимую суб-
станцию «темной».
О том, что темная материя существует, мы можем судить по ее 
гравитационному воздействию. Но непосредственно мы ее не ви-
дим и не можем знать, что она из себя представляет. Состоит ли 
она из множества крохотных идентичных частиц? Если так, то ка-
кова масса такой частицы, как и с чем она взаимодействует?
Не исключено, однако, что в самом ближайшем будущем мы 
будем знать больше. Возможно, энергии, достигаемой в БАКе, 
окажется достаточно для получения частиц, из которых состоит 
темное вещество. Ключевой критерий темного вещества — то, 
что во Вселенной его содержится ровно столько, сколько нужно 
для получения измеренных гравитационных эффектов. Следова-
тельно, 

жүктеу/скачать 8,11 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: