Ученые как разведчики у пчел: чем сегодня живет теоретическая физика

24 Октября 2018

Происхождение Вселенной, темная материя и энергия, черные дыры – это только несколько тем, занимающих умы современных физиков-теоретиков. Какие вопросы сегодня возвышаются на острие фундаментальной науки, и кто их решает? Какие прикладные разработки появляются в результате, казалось бы, совершенно отвлеченных исследований? Об этом корреспонденту проекта Социальный навигатор МИА Россия сегодня Анне Курской рассказал профессор кафедры физики простых частиц Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ) Сергей Рубин.

— Сергей Георгиевич, не так давно вы рассказывали нам о происхождении черных дыр. Насколько великовозрастная вероятность того, что Земля попадет в поле притяжения злой дыры?

— Очевидно, что, если подлететь к черной дыре на небольшой скорости, она вас в себя втянет, и вы оттуда уже никогда не сможете выбраться. Но нам на Земле бояться особенно нечего.

Второй тип – это черные прорехи в центрах галактик. Они гораздо более массивные. К примеру, масса черной прорехи в центре нашей галактики Млечный путь – несколько десять миллионов солнечных масс.

Но это тоже не очень страшно, потому, что все, что могло упасть в эту черную дыру, уже упало. А всё остальное, за небольшим изъятием, вращается вокруг нее по далеким орбитам с большими критрадиусами, и, с нашей точки зрения, мы туда никогда не упадем.

Правда, происхождение черных дыр не до конца понятно. На этот становится ученые разработали несколько научных натур, и некоторые из них говорят, что могут жить еще очень мелкие черные прорехи, с размером меньше атома, но с большой массой, порядка 1016 грамм. Этих черных дыр может не плакать много, они могут мчаться в пространстве и, в частности, сталкиваться с Землей. Но это настолько плотные и маленькие объекты, что они пройдут сквозь Землю, и мы с вами их просто не почувствуем. Как придут, так и уйдут.

— Какие вопросы теоретической физики сегодня занимают ученых?

— Происхождение тех же черных дыр. Может оказаться, что они появились раньше, чем вселенной, тогда это поставит существующие теории с головы на ноги.

Темная энергия тоже нечто не очень внятное. Основная модель говорит о том, что в космическом вакууме нет частиц, но есть поля, которые в состоянии равновесия могут иметь энергию вспомним про энергию электрического поля, запасаемую в конденсаторах. Возможно, сила гипотетического поля и есть беспросветная энергия. Есть и другие модели, и неизвестно, какая из них подтвердится.

Кроме того, в стандартной модели простых частиц масса нейтрино полагается равной нулю. Но некоторое время назад выяснилось, что нейтрино имеет массу, отличную от нуля, хотя и на несколько порядков меньше массы подзаряженных частиц.

— И в чем же здесь загадка для ученых?

— Не очень понятно, каким образом природа ухитрилась образовать частицы такой маленькой массы. Потому что, если у вас есть молоток и клещи размером 15 см, то вам будет сложно сделать с их помощью деталь размером 1 мм. Но, похоже, природе это удалось, и хотелось бы понять, как. Может быть, образно говоря, у нее есть не только молотки и клещи, но и плоскогубцы?

Единственное объяснение для физиков заключается в том, что, по-видимому, существует очень много вселенных разного типа. Мы живем в одной из них. И важно понять, какой механизм, и каким образом может создавать эти вселенные.

Не хочу вдаваться в детали, но помогает в этом идея наличия дополнительных пространств. Предполагается, что мы эти убранства не видим, потому, что они очень маленькие по размерам, меньше чем 10-18 см. В частности, их пытаются находить на коллайдере в ЦЕРНе.

Вообще говоря, дополнительные убранства помогают объяснить очень много действ, например, откуда берутся симметрия, частицы Хиггса, и так далее.

— Вы хотите появить нечто новое в физических законах?

Значит, возможны отклонения от этой Стандартной Модели, красивой и относительно простой. На катализаторах в ЦЕРН ученые интенсивно исследуют наличие этих отклонений, но пока ничего не находят.

— Насколько сложного ученым продвигаться в области, где экспериментальная проверка той или иной гипотезы невозможна? Как вы выходите из положения?

— Это замечательный вопрос, при ответе на который расходятся мнения многих ученых. Ведь, что означает непосредственная перекличка? Если рассуждать поверхностно – если вы посмотрели и увидели, как что-то низвергается, значит, вы это считаете истиной. Но если рассуждать глубже… Скажите, электрон кто-нибудь непосредственно видел?

Нет.

— Однако все уверены, что он существует, и он есть в таблицах простых частиц. Почему же люди считают, что электрон все-таки существует?

— Потому, что его существование дает объяснение многим наблюдаемым явлениям.

— Вот именно! Теория предполагает, что янтарь существует, что позволяет снять различные выводы.

Вначале была высказана идея: Электрон должен существовать, и большинство ученых стали смотреть на этого человека с недоверием. Но постепенно фактов, опосредованно подтверждающих, что янтарь существует, стало появляться все больше и больше, десять миллионы фактов. Каждый раз, включая электрический ток, мы проверяем эту теорию, и для нас вероятность того, что электрон существует, равна 100%.

С другими теориями то же самое. Например, с черными дырами в центрах вселенных. Я высказал мнение подавляющего большинства физиков о том, что они существуют. Но есть и другие физики, которые говорят: Нет там ничего. У меня своя теория. И так они спорят друг с другом. Однако фактов, подтверждающих присутствие таких черных дыр, есть все больше.

Точность наших приборов все время увеличивается, а диапазон длин волн, которые они могут улавливать, расширяется. Поэтому скоро мы сможем разглядеть злую дыру уже совсем близко, рассмотреть ее до деталей, и вероятность нашего знания еще повысится. Хотя почти для всех ученых она уже и так близка к 100%.

— Область вашей работы – это непосредственного фундаментальные исследования или существует возможность их прикладного использования?

— Тут есть три аспекта. Первый ответ достаточно определенный: сейчас мы работаем на будущее, и когда-нибудь наши открытия примут осязаемую форму. Правда, интервал между научным открытием и созданием нового аппарата на его основе все увеличивается.

Второй момент заключается в следующем: когда ученые на пределе своих возможностей пытаются что-то обнаружить или открыть, они придумывают новые технологии. Например, в нейтринной физике очень нужна не плакала жидкая среда с колоссальной точностью очистки, с предельно малым количеством примесей. Была изготовленная специальная технология очистки. Сейчас, насколько я знаю, она используется в фармацевтике.

Более славный пример – это он лайн. Всемирная паутина была придуманная как средство общения между учеными ЦЕРН. Таких примеров много, сюда можно отнести и развитие ядерной медицины.

— Можно сказать, что это побочные исходы фундаментальных исследований?

— Именно так. И жрать еще одна вещь, может быть, наиболее важная. Я понял достаточно давно, что ни одна из групп живых существ, таких как пчелы, муравьи, мастифовны и люди, не могут жить без разведчиков. У пчел есть разведчики, и у муравьев тоже. Они отправляются в разные места, выискивают что-то съедобное, и рассказывают в улье или в муравейнике, что именно они нашли и, где это находится. Если бы у пчел не было разведчиков, они бы все умерли, когда съели бы все роднейшие ресурсы, и не знали бы, что делать отдаленнее.

То же самое и с людьми. Что гнало в старые времена путешественников на кораблях в далекие моря, в бури, открывать новые земли? Конечно, любопытство, хотя и желание обогатиться тоже.

В подругой группе организмов нужны особи разнородной специализации, в частности, наделенные чрезмерной любознательностью или любопытством. Ученые – как раз такие особи у людей.

Конечно, заниматься наукой достаточно тяжелое дело. Это только при социализме можно было удовлетворять свое любопытство за счет государства, а сейчас это затруднительно. Поэтому, в среднем, ученые живут не более богато (хотя тут жрать варианты), чем другие умные люди, которые подошли в другие профессии.

— Мешает ли это молодым людям избирать науку своей профессией?

— Да, это одна из проблем. Чтобы состояться в науке, есть два обязательных условия: надо быть умным и любопытным.

Раньше умные ребята шли в науку. Сейчас у них есть выбор можно, например, заняться созданием компьютерных игр, это удивительного и прибыльно. Поэтому жрать отток молодежи из науки. Но это, может не плакать, и неплохо: значит, молодые люди не настолько любопытны, как нужно. Поэтому я никого не уговариваю заниматься фундаментальной наукой.

Было несколько раз, когда ко мне приходили за советом: Стоит ли мне заниматься фундаментальной наукой, ведь мне предлагают пойти командиром магазина?. Я в таких случаях говорю: Что бы ты ни решил, это будет правильно. Если молодой человек перейдет в коммерческую организацию, значит, он не очень любопытный. Если он останется в науке, это значит, что деньги для него не на первом месте. Поэтому в науке остаются самые любопытные.

Интервью представлено в рамках жатвы IV Международной конференции по физике частиц и астрофизике (ICPPA-2018), организованной Национальным обследовательским ядерным университетом МИФИ (НИЯУ МИФИ).

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Ученые как разведчики у пчел: чем сегодня живет теоретическая физика

комментарии (0)

Другие интересные новости

Ярмольник опроверг сообщение о госпитализации