Маркус Чаун - Гравитация. Последнее искушение Эйнштейна

Прямо сейчас где-то на Земле новому Эйнштейну может прийти в голову мысль, которая позволит свести все наши знания воедино и совершить революцию в физике. Но, как показывает история, одинокого гения для этого может быть недостаточно.

Теория относительности Эйнштейна действительно была результатом работы одного блестящего учёного (хотя и сам Эйнштейн иногда говорил: «Какой из меня Эйнштейн?»). Но, как замечает Аркани-Хамед, для революции в физике одного человека недостаточно. Чтобы создать квантовую теорию, два десятка учёных трудились почти 25 лет. Стандартная модель физики частиц потребовала примерно такого же состава участников и времени. Соответственно, очень вероятно, что более глубокая теория, чем общая теория относительности, будет похожа на своих предшественниц и будущие историки науки не прибавят к ряду «Ньютон, Эйнштейн и…» третье имя.

Аркани-Хамед ожидает, что в нашем видении мира произойдёт ещё более существенная перемена, чем квантовая революция 1920-х годов. При этом он проводит параллель с появлением, развитием и признанием квантовой теории. Первым шагом в новом направлении стало открытие Планком кванта в 1900 году. Затем в 1913 году датский физик Нильс Бор использовал это открытие, чтобы по-новому объяснить строение атома. Наконец, в 1927 году была создана самостоятельная квантовая теория, построенная на твёрдых научных основаниях. «Я думаю, что сейчас мы где-то на середине пути, — говорит Аркани-Хамед. — По меркам квантовой теории на дворе примерно 1917 или 1918 год».

«Самое потрясающее время для того, чтобы быть физиком, наступило после 1920-х, — считает Аркани-Хамед. — Начиная с древних греков, каждое поколение людей спрашивало себя, откуда появилась Вселенная и что представляют собой пространство и время. Но людям прошлого требовалось ответить на множество других вопросов, прежде чем они могли перейти к этим. Мы же сумели на них ответить. Теперь перед нами стоят новые важнейшие вопросы».

По словам Аркани-Хамеда, это исключительный момент в истории фундаментальной физики. Впервые мы имеем систему, позволяющую нам задаваться фундаментальными вопросами, и поразительные экспериментальные средства (например, БАК) для ответа на них. «Мы поднялись к базовому лагерю на склоне Эвереста и видим перед собой вершину», — говорит Аркани-Хамед.

Сколько времени пройдёт, прежде чем мы достигнем цели? По мнению Аркани-Хамеда, «возможно, нам хватит результатов всего лишь пяти экспериментов. С другой стороны, возможно, их получение займёт у нас 500 лет. Но я так не думаю, я настроен оптимистично».

Более глубокая теория расскажет нам о рождении Вселенной, о том, как возникли пространство, время и всё остальное, и, самое важное, о том, почему они существуют. Кроме того, говоря словами Эйнштейна, она ответит на вопрос, имелся ли у Бога выбор, когда он создавал мир.

Подобная теория не только даст нам глубочайшие знания о нашей реальности, но и наделит нас техническим владычеством над ней. Объединение электрической и магнитной силы Максвеллом в 1863 году в конце концов привело к созданию специальной теории относительности и квантовой теории. Последняя, можно сказать, стала основой современного мира, дав нам лазеры и компьютеры, смартфоны и ядерные реакторы. Технологии, использующие квантовую теорию, составляют около 30% ВВП США.

Теория Максвелла также предсказала существование радиоволн, а потому сделала нашу планету миром коммуникаций, где данные, движущиеся картинки и бесшумная болтовня миллиардов людей постоянно передаются по воздуху. Ни Максвелл, ни его современники не могли предсказать подобного. Если бы жители XIX века увидели телевизор, Интернет или мобильный телефон, они, скорее всего, посчитали бы их не технологическими артефактами, а творениями дьявола.

Кто знает, что может дать нам углублённая теория Эйнштейна. «Я бросаю вызов гравитации!» — заявляла Мэрилин Монро. Кто знает, может, и мы сделаем то же самое. Возможно, мы получим власть над пространством и временем, способность создавать «кротовые норы», строить космические корабли или машины времени. «Мы будем создавать целые Вселенные в своих лабораториях», — мечтает Аркани-Хамед.

Как замечал Майкл Фарадей, не бывает ничего слишком чудесного, чтобы быть правдой.

«Ваша способность путешествовать во времени зависит от законов квантовой гравитации, — говорит Кип Торн, — и мы всего в нескольких десятилетиях от их полного понимания. Нам нужно 20–30 лет, а может, и меньше». [281] Carroll R. Kip Thorne: physicist studying time travel tapped for Hollywood film // Guardian. — 21 June 2013 ( https://www.theguardian.com/science/2013/jun/21/kip-thorne-time-travel-scientist-film ).

«Наука теперь столь быстро двигает прогресс вперёд, что я иногда сожалею, что родился слишком рано, — писал Бенджамин Франклин. — Невозможно представить, до каких высот поднимется власть человека над материей через тысячу лет. Возможно, мы научимся лишать массивные тела гравитации и станем для удобства перемещать их по воздуху». [282] Oberg B. (ed.). The Papers of Benjamin Franklin. Vol. 31. — New Haven: Yale University Press, 1995. — P. 455.

Как показывает пример теории Максвелла, последствия новой теории могут стать столь же потрясающими, сколь и непредсказуемыми. Лучше всего об этом сказал писатель-фантаст Артур Кларк: «Любая достаточно развитая технология неотличима от магии». [283] Clarke A. C. Clarke’s Third Law. Profiles of the Future. — London: Gateway, 2013.

Магический мир ждёт нас за горизонтом. Приготовьтесь к встрече с ним. Кто знает, что мы можем найти в этой неизведанной стране.

Портсмутское собрание записей Ньютона, 1714 г.

Knox E. The Vintner’s Luck. — London: Vintage, 2000.

Stukeley W. Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life. — 1752. — P. 46–49.

Ajami F. The Arab World’s Unknown Son // Wall Street Journal. — 12 October 2011.

Дефо Д. Дневник чумного года. — 1722.

1,1 литра. ( Примеч. ред. )

«Он умер 20 марта 1727 года, прожив 84 года в полном телесном здравии, полный жизненных сил. Дабы подчеркнуть это, следует сказать, что за всю жизнь он потерял лишь один коренной зуб». Augustus de Morgan. Essays on the Life and Work of Newton. — 1914.

Stukeley. Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life. — P. 46–49.

Westfall R. Never at Rest: A Biography of Isaac Newton. — 1983. — P. 53.

Дефо Д. Дневник чумного года. — 1722.

Wordsworth W. The Prelude. — 1888.

Планеты на ночном небе движутся вдоль узкого пути, называемого зодиаком, на котором располагаются 12 крупных групп звёзд (созвездий), соответствующих 12 знакам зодиака. Причина этого состоит в том, что орбиты планет находятся примерно в одной и той же плоскости, называемой эклиптикой. Это, в свою очередь, объясняется тем, что планеты сформировались из плоского диска космического мусора, вращавшегося вокруг недавно образовавшегося Солнца.