Поиски объединения

Гут родился в 1947 году в Нью-Брансуике (штат Нью-Джерси).
В отличие от Эйнштейна, Гамова и Хойла, в жизни Гута не было судь-
боносного момента, толкнувшего его в мир физики. Ни его отец, ни
мать не получили высшего образования и не проявляли интереса к
науке. Но по собственному признанию Алана, его всегда восхищала
связь математики с законами природы.

В Массачусетском технологическом институте в 1960-е годы он
серьезно рассматривал возможность заняться физикой элементар-
ных частиц. В особенности его восхищало всеобщее возбуждение,
причиной которого стало новое течение в физике, поиски объеди-
нения всех основных сил. Святым Граалем физики были объединя-
ющие мотивы, которые могли бы объяснить все тонкости строения
Вселенной самым простым и связным образом. Целую вечность
физики блуждали в поисках этого Грааля. Со времен древних греков
ученые считают, что Вселенная, которую мы видим сегодня, пред-
ставляет собой обломки чего-то гораздо более простого, и наша
цель — раскрыть суть этого простого.

За две тысячи лет исследований природы вещества и энергии
физики открыли, что механизм Вселенной приводят в действие всего

четыре основные силы. (Ученые пытались и пытаются найти возмож-
ную пятую силу, но до сих пор все результаты исследований в этом
направлении были отрицательными или неубедительными.)

Первая сила — гравитационное взаимодействие, которое удер-
живает Солнечную систему как единое целое и движет планеты по
их небесным орбитам в Солнечной системе. Если гравитацию не-
ожиданно «выключить», то звезды в небесахвзорвутся, Земля рассы-
плется и нас всех выбросит в открытый космос со скоростью около
полутора тысяч километров в час.

Вторая сила — электромагнитное взаимодействие, которое
освещает наши города, заполняет мир телевизорами, сотовыми теле-
фонами, радиоприемниками, лазерными лучами и сетью Интернет.
Если внезапно выключить электромагнитное взаимодействие, то
цивилизацию тут же отбросит на век-другой в прошлое, в темноту и
безмолвие. Это наглядно продемонстрировала авария энергосисте-
мы в 2003 году, парализовавшая весь северо-восток США. Если мы
рассмотрим электромагнитную силу в микроскоп, то увидим, что она
состоит из крошечных частиц, или квантов, называемых фотонами.

Третья сила — слабое ядерное взаимодействие, отвечающее за
радиоактивный распад. Это слишком слабый фактор, чтобы удержи-
вать атом как единое целое, он позволяет ядру разделиться на более
мелкие составляющие, или распасться. Радиоактивные приборы в
больницах во многом основываются на слабом ядерном взаимодей-
ствии. Слабое ядерное взаимодействие также способствует разогре-
ву земного ядра посредством радиоактивных веществ, что становит-
ся причиной извержения вулканов. Слабое ядерное взаимодействие,
в свою очередь, основывается на взаимодействии электронов и
нейтрино (призрачные частицы, практически не имеющие массы и
способные проходить сквозь триллионы километров твердого свин-
ца, ни с чем не сталкиваясь). Эти электроны и нейтрино взаимодей-
ствуют, обмениваясь частицами, W- и Z-бозонами.

Сильное ядерное взаимодействие скрепляет ядра атомов. Без
этой силы ядра бы разделились на части, атомы бы распались, а вся
наша реальность «расползлась» бы. Сильное ядерное взаимодей-
ствие отвечает за примерно сотню элементов, которые заполняют
Вселенную. Вместе с тем сильное и слабое ядерные взаимодействия
отвечают за свет, который испускают звезды согласно уравнению

Эйнштейна — Е =mc2. Без ядерного взаимодействия Вселенная по-
грузилась бы во тьму, температура на Земле резко упала бы, а океаны
превратились бы в ледники.

Удивительной чертой этих четырех сил является то, что все они
принципиально отличаются друг от друга, обладая различными свой-
ствами и имея свои достоинства. Например, гравитация намного
слабее трех остальных сил, она в 10³⁶ раз слабее электромагнитного
взаимодействия. Земля весит 6 триллионов килограммов, и все же
огромный вес и гравитация могут быть легко уравновешены с по-
мощью электромагнитной силы. Даже ваша расческа может поднять
клочки бумаги с помощью статического электричества, тем самым
преодолевая силу гравитации. К тому же гравитация только притяги-
вает свои объекты, электромагнитная же сила может как притягивать,
так и отталкивать, в зависимости от заряда частиц.

Date: 2015-06-06; view: 376; Нарушение авторских прав