Алексей Ансельм - Как устроен этот мир

- Но как отличить это излучение от прочих? Чем, собственно, оно отличается?

- Это абсолютно правильный вопрос! Когда его открыли экспериментаторы, то первое их впечатление было, что они слушают тепловые шумы в их собственной антенне, потому что излучение это по спектру очень похоже на любые тепловые шумы. Но экспериментаторы снижали температуру в антенне, смотрели в самые разные точки за горизонтом - и всегда обнаруживали одно и то же излучение, абсолютно изотропное, то есть одинаковое во все стороны...

- И оно, очевидно, характеризуется какой-то определенной длиной волны.

- Оно характеризуется набором длин волн, и одна из длин максимально представлена в его спектре. Эта длина волны может быть переведена на язык температуры. Сейчас излучение соответствует температуре 4,2 градуса Кельвина, то есть очень низкой температуре, а когда-то температура достигала нескольких сотен миллионов градусов. Короче, это излучение - такой объект, которому цены нет в современной астрофизике. Его значение выходит за рамки астрофизики, оно очень важно для физики элементарных частиц... И вот Гамов предсказал это излучение, и, перечисляя несостоявшиеся Нобелевские премии Гамова, мы не можем обойти это стороной. Уж здесь-то ему совершенно точно полагается вторая Нобелевская премия.

- Верно ли я вас понял, что и столь популярная сегодня идея Большого взрыва тоже принадлежит Гaмовy?

- Идея расширяющейся Вселенной связана не только с именем Гамова, первым ее выдвинул другой замечательный русский ученый, Александр Фридман...

- Который вывел ее чуть ли не из уравнений Эйнштейна?

- Да, он тоже был теоретик, но тогда еще о Большом взрыве не говорили. Насколько мне известно, именно Гамов первый ввел в космогонию это представление.

- А что это за теория альфа-бета-гамма, с которой тоже связывают его имя?

- Это была работа, которую Гамов выполнил в соавторстве с Гансом Бете и Ральфом Альфером. Она относилась к энергетике Солнца. А Гамов, надо сказать, был большой шутник, это он свел всех троих для совместной работы, и работа вышла под тремя фамилиями: Альфер, Бете и Гамов - отсюда и установившееся в физике полушутливое название: теория альфа-бета-гамма. Работа эта очень известная... В ней, впрочем, главный вклад принадлежит, кажется, не Гамову, а Гансу Бете, - так что не будем тут давать Гамову Нобелевскую премию. У него есть еще впереди одна вещь, за которую, я полагаю, ему уж наверное премия причитается. Одно из самых крупных открытий двадцатого века - открытие генетического кода. Я говорю о знаменитой двойной спирали ДНК, открытой в Англии Уотсоном и Криком, которые расшифровали человеческий ген и показали, что дезоксирибонуклеиновая кислота, носитель генетической информации, представляет собой двойную спираль, на которой некими буквами записан весь генетический код, передающийся из поколения в поколение. Этот код определяет все признаки, характерные для живого организма. Так вот, вся постановка вопроса здесь принадлежит Гамову. Он первый понял - еще не до конца, а в общих чертах, - как это должно быть устроено. Он чуть-чуть не сумел разгадать какие-то детали, какие-то подробности, и, как это часто бывает, вся слава досталась тем, кто пришел в самом конце. Но роль Гамова - не меньше роли тех, кто поставил последнюю точку, так что за это я бы ему дал еще одну Нобелевскую премию - на этот раз по биологии. Вот вам уже три Нобелевские премии. Поразительный ученый! И еще к этому можно добавить знаменитые гамов-теллеровские переходы при бета-распаде ядер, где он очень сильно уточнил теорию бета-распада, созданную Энрико Ферми. Это тоже совершенно замечательная работа. Иными словами, научная судьба Гамова сложилась очень удачно, а человеческая - тут мне трудно судить... Но, вероятно, и тут все было как надо. Он родился в 1904 году, закончил Ленинградский университет, а за границей преподавал в Вашингтоне и штате Колорадо, где умер в возрасте 64 лет. Любопытно, что Гамов прославился еще и как писатель: его научно-популярные книги, изданные в Америке, были в свое время такими же бестселлерами, как в наши дни "Краткая история времени" кембриджского профессора Стивена Хоукинга.

(20 июня 1995)

В британских газетах промелькнуло сообщение о том, что американцы значительно продвинулись в создании антивещества. По счастью, в Лондоне оказался проездом профессор Алексей Андреевич Ансельм из Петербургского института ядерной физики. Мы попросили его рассказать, что такое антивещество и чем оно нам грозит.

- Честь открытия антивещества принадлежит английскому физику Полю Дираку. Он занимался чисто теоретической работой, пытаясь объединить два краеугольных учения физики, которые возникли в начале двадцатого века: теорию относительности и квантовую механику. И вот в 1928 году Дирак пришел к заключению, что стыковка этих двух замечательных достижений подразумевает существование антиэлектрона, частицы с положительным электрическим зарядом. Ему не поверили. В превосходной книжке Вольфганга Паули тех лет, книжке, которую и сейчас можно использовать в качестве учебника по квантовой механике, идея о существовании позитрона названа дикой. Там говорится, что в теории Дирака вообще все плохо, концы с концами не сходятся. Поразительно, как в такой умной книге, вышедшей буквально за несколько месяцев до экспериментального открытия позитрона, Паули вот так просто отвергает даже саму такую возможность. Но вот антиэлектрон (позитрон) был обнаружен экспериментально. Произошло это тоже в Англии. Дальше выяснилось, что практически каждая частица имеет античастицу, которая имеет не только противоположный знак электрического заряда, - она имеет все заряды другие. Кроме электрического заряда физика оперирует еще многими, и вот в античастице все они имеют противоположный знак. А важнейшее свойство античастицы состоит в том, что при столкновении с частицей они аннигилируют, превращаются в фотоны.

- Очевидно, антивещества очень малo, иначе бы мы все давно превратились в фотоны?

- Действительно, этого вопроса не обойти... Но дело в том, что в общем теория устроена совершенно симметрично по отношению к частицам и античастицам: электрон ничем не лучше позитрона и позитрон ничем не лучше электрона. А тем не менее, вокруг одни сплошные электроны - и никаких позитронов. Поэтому кажется, что имеет место вопиющая асимметрия между частицами и античастицами. Лишь совсем недавно мы осознали, что асимметрия есть, но она очень маленькая - имеет, как говорят физики, степень десять в минус десятой. Хотя в нашем мире не видно позитронов и антипротонов, он заполнен не одними электронами и протонами. В нем еще имеется очень много этих самых фотонов, или гамма-квантов, или частиц электромагнитного излучения, которые, как мы сейчас понимаем, возникли из-за того, что когда-то как раз и произошла гигантская аннигиляция между почти равным числом электронов и позитронов. Сравнивая число существующих гамма-квантов с числом существующих электронов, мы видим, что первых - в десять в десятой степени раз больше. То есть на самом деле осталась совершенно ничтожная часть...