Владилен Барашенков - Вселенная в электроне

Может, кто-то из юных читателей примет участие в экспедиции, которой будет поручено «заарканить» и посадить в клетку свирепо брызжущую излучениями черную микродыру! Наука и техника в наши дни развиваются необычайно быстро.

Мощный поддержкой гипотезе черных дыр-малюток было бы обнаружение больших черных дыр — ведь если существуют большие дыры, то вполне могут быть и маленькие.

Большие черные дыры являются по-настоящему черными, ничего не излучающими. Попадающие в них брызги «вакуумного кипения» ничтожны по сравнению с массой дыр и повышают их температуру на миллионы доли градуса. Время, которое требуется для испарения крупных черных дыр, составляет 10 60— 10 70. Чудовищная величина даже в условиях космоса! Очень слабенькое тепловое излучение объектов, температура которых почти не отличается от абсолютного нуля, теряется на фоне других излучений. Большие черные дыры может выдать лишь их ненасытный аппетит. Как уже говорилось выше, засасываемое ими окружающее вещество испускает рентгеновские лучи, которые можно зафиксировать нашими приборами. И хотя, строго говоря, нет еще ни одной достоверно установленной черной дыры, доводов в пользу их существования сегодня больше, чем против. Некоторые из подозреваемых объектов — почти заведомо черные дыры.

Черные дыры — удивительные объекты, а микроскопические черные дырочки обладают, можно сказать, прямо-таки сказочными свойствами. Однако не следует забывать, что они, эти свойства, предсказаны на основании теории, которая еще весьма приближенна и несовершенна. Квантовой теории тяготения, которая требуется для точных вычислений на очень малых расстояниях, еще не создано. Физики умеют пока только очень приближенно «сшивать» решения уравнений общей теории относительности с квантовой теорией. Здесь еще много «белых пятен», и к предсказаниям теоретиков приходится относиться с осторожностью. Например, нельзя с полной уверенностью сказать, чем заканчивается взрыв микроскопической черной дыры. В принципе при этом может произойти полное испарение ее наблюдаемой массы и схлопывание пространства в точку. Но скорее всего, процесс бурного испарения остановится на уровне геометрических квантов, когда раздробленное на «куски» пространство уже не может однозначно разделиться на «свой» и «чужой» миры. Расчеты, выполненные советским академиком М. А. Марковым, показали, что такой исход весьма вероятен. Остаточная масса составляет всего лишь около миллионной доли грамма, независимо от того, какова была начальная масса черной дыры и какова масса полузамкнутого внутреннего мира. Остаточный объект как раз и является частицей-максимоном, о котором шла речь в предыдущей главе.

Не исключено, что при каких-то еще не совсем понятных нам условиях будут образовываться устойчивые объекты с еще меньшей массой, вплоть до массы электрона. Более того, оказывается, что величина электрических зарядов у них тоже такая же, как у элементарных частиц! Для внешнего наблюдателя такой объект, содержащий внутри себя целую вселенную космических тел, будет проявляться как микрочастица. М. А. Марков назвал такие объекты фридмонами.

Можно сказать, что фридмон — это частица с космической начинкой. Как не вспомнить здесь пророчество Анаксагора о частицах-мирах, вложенных друг в друга! Так же, как это произошло с атомами, на новом этапе наука вновь вернулась к древней идее. В случае атомов догадка древнегреческих ученых стала твердо установленным фактом. С фридмонами дело сложнее, их существование еще нужно доказать на опыте. Возможно, что фридмоны (их размеры около 10 -33сантиметров) прячутся где-то глубоко внутри электронов, кварков или прекварков. А может, это затравочные ядра частиц какого-то совершенно нового типа, которые еще только предстоит открыть на опыте. Вокруг каждого такого ядра нарастают «облака» кварков, глюонов, состоящих из них «капель»-мезонов и других элементарных частиц. Все это похоже на кочан капусты с бесчисленными листьями. А исчезающе малая черная дыра в центре — ворота в другую Вселенную. Если бы эти ворота раздвинулись вдруг до размеров бактерии, сама элементарная частица распухла бы до величины всей нашей Вселенной.

Насколько близка к истине такая картина и где на самом деле скрываются фридмоны, теория сказать пока не в состоянии. Но уж очень естественно, без всяких дополнительных гипотез, возникают фридмоны в рамках современной теории. И если почему-либо их все же нет в природе, это само по себе будет удивительной загадкой. Такого мнения сегодня придерживаются многие ученые.

Теперь самое время задать давно напрашивающийся вопрос: ну а наша Вселенная, не является ли она крошечным фридмоном в каком-то другом, внешнем по отношению к нам мире? Может, мы живем внутри электрона, только не знаем об этом?

Для того чтобы мир стал замкнутым, в нем должны действовать мощные, искривляющие его силы тяготения. А это означает, что масса сосредоточенного в нем вещества должна быть достаточно большой, так как именно она создает тяготение. Из формул Фридмана следует, что для замыкания нашей Вселенной нужно, чтобы в каждом кубическом метре пространства в среднем содержалось по десятку нуклонов, протонов или нейтронов. Конечно, распределение вещества в космосе очень неоднородно: массивные сгустки звезд, разделенные огромными промежутками почти полной пустоты. Но и размеры Вселенной колоссальны, и в таком гигантском масштабе она весьма однородна. То же самое с окружающими нас телами. В первой главе мы видели, что вещество состоит в основном из пустоты с редкими зернышками тяжелых атомных ядер, а в крупном масштабе оно выглядит совершенно однородным.

Астрономические наблюдения дают раз в десять меньшее значение средней плотности, чем то, которое нужно для замыкания. Однако, возможно, учтены не все еще виды вещества в космосе. Например, если у нейтрино есть небольшая масса, это сразу даст весомый добавок, так как нейтрино — слабо поглощаемые веществом частицы, и они во множестве рассеяны в пространстве. Так что не исключено, что наша Вселенная действительно фридмон и мы живем внутри электрона или какой-либо другой микрочастицы. С другой Вселенной (с «остальным миром») нас соединяет тогда тонкая горловина — туннель с черной дырой на входе. И может получиться так, что наша Вселенная — электрон в соседней Вселенной, а тот — электрон в нашей. Как в старом анекдоте об охоте на льва: чтобы его поймать, нужно самому сесть в клетку и считать, что подлинной клеткой является все остальное пространство, и готово — лев за решеткой!