Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия - читать онлайн книгу. Автор: Митио Каку cтр.№ 87

Проблема в том, что эти две теории не удается объединить в единую всеобъемлющую теорию. Они совсем не похожи, основаны на разных допущениях, разной математике и разных физических картинах.

Если единая теория поля возможна, то энергия, при которой произойдет унификация, и будет энергией Планка. Это та точка, в которой теория гравитации Эйнштейна полностью рушится. Это энергия Большого взрыва и энергия в центре черной дыры.

Энергия Планка составляет 10↑¹⁹ млрд эВ, что в квадриллион раз больше энергии, получаемой в самом мощном ускорителе частиц на Земле — Большом адронном коллайдере в ЦЕРН.

Поначалу зондирование планковской энергии казалось безнадежным, настолько она громадна. Но цивилизация III типа, имеющая в своем распоряжении более чем в 10↑²⁰ раз больше энергии, чем цивилизация I типа, обладает достаточной мощью, чтобы реализовать это. Так что цивилизация III типа, возможно, в состоянии играть с тканью пространства-времени и по желанию искривлять ее.

Может быть, они достигают такого невероятного энергетического масштаба путем создания ускорителя частиц намного более крупного, чем Большой адронный коллайдер. БАК — это кольцевая труба в форме пончика 27 км в окружности, окруженная сильнейшими магнитными полями.

Когда поток протонов впрыскивается в БАК, магнитные поля изгибают его траекторию и превращают ее в окружность. Затем на «пончик» начинают периодически подавать импульсы энергии, которые заставляют протоны ускоряться. Два пучка протонов летают по трубке в противоположных направлениях. Когда они достигают максимальной скорости, их сталкивают лоб в лоб. При столкновении высвобождается энергия в 14 трлн эВ — крупнейший выброс энергии, когда-либо созданный искусственно. (Это столкновение настолько мощно, что кое-кто даже беспокоился, не станет ли оно причиной рождения черной дыры, которая может поглотить Землю. Эти опасения безосновательны. Землю непрерывно бомбардируют естественно возникающие субатомные частицы с энергиями, намного превышающими 14 трлн эВ. Мать-природа может посылать нам космические лучи намного более мощные, чем те жалкие подобия, которые мы создаем в своих лабораториях.)

Большой адронный коллайдер породил множество сенсационных новостей ^[75], включая новость об открытии неуловимого прежде бозона Хиггса, которое принесло Нобелевскую премию двум физикам — Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру. Одной из основных задач БАКа было достроить головоломку, известную как Стандартная модель элементарных частиц, в которой не хватало последней детали. Эта модель — наиболее продвинутая версия квантовой теории — дает полное описание Вселенной на низких энергетических уровнях.

Стандартную модель иногда еще называют «теорией почти всего», поскольку она точно описывает низкоэнергетическую Вселенную, которую мы видим вокруг. Но она не может быть окончательной теорией по нескольким причинам:

1. В ней не упоминается тяготение. Хуже того, при объединении Стандартной модели и Эйнштейновой теории гравитации гибридная теория рушится, выдавая полную чепуху (расчеты выдают бесконечности, что подразумевает бесполезность и неприменимость теории).

2. В ней присутствует странный набор частиц, явственно отдающий искусственностью. Это 36 кварков и антикварков, серия глюонов Янга — Миллса, лептоны (электроны и мюоны) и бозоны Хиггса.

3. В ней 19 или около того свободных параметров (массы и константы связи частиц), которые приходится вводить вручную. Эти массы и константы связи не определяются теорией; никто не знает, почему они имеют именно такие численные значения.

Трудно поверить, что Стандартная модель с ее пестрым набором субатомных частиц — это и есть окончательная и универсальная теория природы. Это как взять моток скотча, скрепить им утконоса, муравьеда и кита и назвать то, что получилось, прекраснейшим творением Матери-природы и конечным продуктом миллионов лет эволюции.

Следующим крупным ускорителем частиц, который сейчас находится в стадии планирования, станет Международный линейный коллайдер (МЛК), представляющий собой прямую трубу почти 50 км длиной, в которой будут сталкиваться пучки электронов и антиэлектронов. Планируется, что новый коллайдер будет располагаться в горах Китаками в Японии, а его строительство обойдется примерно в $20 млрд (половину этой суммы даст японское правительство).

Хотя максимальная энергия МЛК составит всего лишь 1 трлн эВ, во многих отношениях он будет превосходить БАК. Когда сталкиваются протоны, это столкновение очень трудно анализировать, поскольку сам протон имеет сложную структуру (в него входят три кварка, удерживаемые вместе частицами под названием «глюоны»). А вот электрон не имеет известной структуры. Похоже, что это по-настоящему элементарная частица. Поэтому при столкновении электрона с антиэлектроном взаимодействие будет чистым и простым.

Даже с учетом современных успехов физики наша цивилизация 0 типа не в состоянии непосредственно зондировать планковскую энергию. Но цивилизации III типа все это будет подвластно. Строительство таких ускорителей, как БАК, может стать решающим шагом к прекрасному дню, когда мы сможем проверить, насколько стабильно пространство-время и сможем ли мы передвигаться сквозь него по короткому пути.

Со временем высокоразвитая цивилизация могла бы построить ускоритель частиц размером с пояс астероидов. Круговой поток протонов двигался бы вдоль пояса, направляемый гигантскими магнитами. На Земле частицы движутся внутри большой кольцевой трубки с вакуумом внутри. Но, поскольку вакуум открытого космоса лучше любого земного вакуума, такому ускорителю трубка вовсе не понадобится.

Для его строительства понадобится только серия гигантских магнитных станций, размещенных в стратегических точках вдоль всего пояса астероидов и формирующих кольцевую траекторию для протонного пучка. Это чем-то напоминает эстафетную гонку. Всякий раз, когда протоны проходят мимо очередной станции, электрический импульс запитывает магниты и они подталкивают протонный пучок так, что он движется к следующей станции под нужным углом. Всякий раз, когда протонный пучок проходит мимо станции, в него закачивается новая порция энергии в виде лазерной энергии, и это происходит до тех пор, пока протоны постепенно не достигнут планковской энергии.