Алексей Ансельм - Как устроен этот мир

- Тут можно спросить: почему же перевелись позитроны, a не электроны...

- Это очень интересный вопрос, это один из самых жгучих вопросов современной теоретической физики. Существуют десятки и сотни работ на эту тему. И в основе всех этих работ лежит классическая работа Андрея Дмитриевича Сахарова.

- Но где гарантия, что Вселенная абсолютно однородна по этому принципу? Что в любом уголке Вселенной, где бы мы ни произвели пробу, всюду будет одна и та же степень асимметрии, всюду будут преобладать электроны? Может, где-то - не так, как у нас, а как раз наоборот...

- Это - третий вопрос. Вы задаете вопросы в очень правильном, мне кажется, порядке. Ответа на этот третий вопрос нет. В крохотном уголке Вселенной, который мы обследовали, мы действительно видим одни электроны и никаких позитронов. Но вопрос о том, что в других частях Вселенной всё может быть наоборот, в конце концов, открыт. В связи с этим я вспоминаю вот что. Я проработал всю первую часть своей жизни в Физико-техническом институте в Ленинграде, и этот ваш вопрос поднял тогдашний его директор Борис Павлович Константинов. Помню, однажды он собрал ведущих сотрудников института и начал со стихов:

Господа! если к правде святой

Мир дороги найти не умеет, -

Честь безумцу, который навеет

Человечеству сон золотой!

- Это Беранже в переводе Курочкина, если я не ошибаюcь?..

- Совершенно верно... И после этого он спросил: откуда мы, собственно, знаем, что даже довольно близкие космические объекты не состоят из антивещества? Вопрос был поднят и стал изучаться. В Физико-техническом институте был открыт огромный астрофизический отдел, и хотя антивещества этот отдел не открыл, но сделал много полезного и открыл много разных других интересных вещей. На сегодня во всех тех случаях, где есть хоть какая-то возможность проверить, имеем мы дело с веществом или антивеществом, каждый раз мы убеждаемся в том, что это вещество, а никакое не антивещество. Конечно, если бы природа просто подарила нам кусочек антивещества, как этого хотел Борис Павлович Константинов, то возможности для исследования открылись бы большие. Тогда тотчас встал бы вопрос о том, как держать это антивещество, чтобы оно тут же не проаннигилировало с окружающим миром.

- Наверное, в магнитной ловушке?

- Конечно, в магнитной ловушке, и Борис Павлович этих магнитных ловушек сразу предложил штук десять... это, как говорится, не бог весть какая трудная вещь. Техническая проблема на сегодня состоит в том, чтобы сделать антивещество, а не в том, чтобы его потом хранить. Сделать же его очень трудно, конструируют антивещество буквально частица за частицей. Несколько атомов уже сделано, но это - именно считанные атомы, и прикладного, технического значения они в таком виде не имеют. Дойдет ли когда-нибудь дело до технических приложений антивещества, сказать трудно, - но в любом случае, мне кажется, это дело очень далекого будущего. Но, разумеется, если бы антивещество удалось создать, то, так сказать, по топливной калорийности ничего лучшего нельзя было бы вообразить. Судите сами. В ходе цепной ядерной реакции, в реакторе или при взрыве бомбы, только доли процента массы превращаются в энергию, а при аннигиляции - все сто процентов! Тут просто ничего не остается...

- КПД - единица?

- Да! Большего КПД не бывает. Это - страшно. Вообразите, что появился кусочек антивещества. Вы его помещаете в магнитную ловушку и кладете в портфель. Представляете себе, какая находка этот портфель для террористов! Ужас... К счастью, этого кусочка антивещества нет и в ближайшее время не предвидится.

(10 сентября 1996)

Общая теория относительности утверждает, что время течет по-разному в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга с ускорением. Чем больше ускорение, тем больше сокращается время. Иллюстрацией этому служит знамeнumый парадокс близнецов. Два генетически нeoтлuчuмыx близнеца расстаются: один отправляется в космос, а другой остается на Земле. Когда первый возвращается, он еще молод, в то время как его брат - старик. Время объективно текло для них по-разному. Ускорение способствовало молодости.

Недавно это положение, хотя его никто не оспаривает, решили зачем-то экспериментально проверить сотрудники телевизионной программы Би-Би-Си "Горизонт". Для этого они слетали за океан и обратно с невероятно точным хронометром в руках, который отсчитывает время на основе длины волны, испускаемой атомом цезия. С ними были ученые из Британской Национальной физической лаборатории. Целью телевизионщиков было преодолеть общественное недоверие к теории относительности. Ученые ставили себе более скромную, но практическую задачу: опытным путем уточнить запаздывание навигационных сигналов со спутников. Как и следовалo ожидать, теория оказалась верна: полетавший хронометр отстал на 40 наносекунд сравнительно с оставшимся на земле. Прокомментировать эту экспедицию мы попросили профессора Алексея Андреевича Ансельма.

- Я думаю, здесь присутствует элемент популяризации чего-то другого... Летать с хронометром в Канаду, право же, не стоило. Это явление ежедневно наблюдается в сотнях лабораторий мира. Состоит оно вот в чем. Имеются элементарные частицы с определенным временем жизни. Скажем, какой-нибудь мю-мезон, живущий ровно одну микросекунду. Столько они живут, если неподвижны. Срок жизни мю-мезона предсказан теоретически. А на практике мы обычно получаем эти мю-мезоны быстро двигающимися. И тут выясняется, что идентичные мю-мезоны, более похожие друг на друга, чем любые близнецы, живут разное время жизни: тот, который двигается быстрее, живет дольше. Количественно это удлинение времени жизни совершенно точно описывается формулой Эйнштейна, которую он вывел много десятилетий тому назад. И то, что время жизни у частиц оказывается разным, это и есть экспериментальная проверка положения Эйнштейна об удлинении времени в движущейся системе координат.

- И, как я вижу, проверка совершенно рутинная...

- Она совершенно рутинная, да. Поэтому вряд ли нужно было проверять это вместо мю-мезонов на каких-то макроскопических часах. Ничего нового в фундаментальную науку это не привносит. Таков один уровень понимания вопроса, и мне кажется, что никакого парадокса здесь еще нет: что предсказывает теория, то подтверждает эксперимент. Теперь возьмем двух генетически совершенно идентичных близнецов. Один из них отправился в космос, летал очень долго, прилетел, и вдруг обнаруживает, что для его брата, который оставался на Земле, прошло, скажем, тридцать лет, в то время как для него - год. Парадокс здесь вот в чем. Летавший близнец может сказать: "Я летал по отношению к брату не в большей мере, чем он - по отношению ко мне. Движение относительно. Ничего неподвижного в пространстве нет. Вот я и говорю: он, мой близнец, улетел от меня вместе со всей Землей, а потом прилетел обратно, - почему же состарился он, а не я?" Чтобы разрешить парадокс, необходимо точно указать, где асимметрия в этой задаче: почему летавший - действительно летал. Асимметрия вот в чем: летавший близнец, чтобы эту задачу замкнуть, должен был в какой-то момент времени развернуться и полететь обратно. Все то время, что он летел туда, любое сколь угодно длинное время, - если, конечно, он летел со скоростью близкой к постоянной, - он старел совершенно так же, как его брат, оставшийся на Земле. Две инерциальные системы координат абсолютно равноправны. Но вот когда он поворачивал, ему пришлось включить ускорение.