Техника-молодежи №4 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

Из ТВ-программы узнал, что в США готовят эксперимент по моделированию Большого Взрыва. Лично мне сразу вспомнилось, как фантасты, а именно братья Стругацкие, уже описывали ситуацию, когда физики, в результате просчета, уничтожили целую планету. Хорошо еще, что она была специально выделена для экспериментов, так что никто не пострадал. Но ведь в данном случае все мы, земляне, волей-неволей можем оказаться, если не соучастниками, то жертвами такого эксперимента. Не стоит ли, пока не поздно, от него отказаться?
Валерий ПРОКЛОВ, Кемеровская обл.

Станислав
СЛАВИН
ЕСЛИ НЕТ КОНЦА СВЕТА,
так давайте его сотворим

ДАЕШЬ ВСЕЛЕННУЮ?! Действительно, начало нового тысячелетия может ознаменоваться полным уничтожением нашей планеты. Такова реальная угроза, перед лицом которой бледнеют самые устрашающие описания грядущих катастроф. Группа видных ученых из разных стран уже потребовала создать международную комиссию для всестороннего изучения проблемы.

Так, во всяком случае, пишут некоторые газеты, рассказывая о научном эксперименте, который готовят сотрудники Брукхейвенской национальной лаборатории (штат Нью-Йорк) - одного из крупнейших мировых центров по ядерным исследованиям. Но разберемся во всем по порядку. Работы по подготовке эксперимента начались вовсе не вчера, а лет 10 назад. Кое-кто из наших постоянных читателей, быть может, вспомнит заметку («ТМ», № 5 за 1995 г.), в которой говорилось, что признанные мировые авторитеты в космологии, профессор Аллен Гет из Массачусетсского технологического института и его коллега Эндрю Ленге из Стэнфордского университета, пришли к выводу, что уже сегодня можно воспроизвести некоторые условия, существовавшие при возникновении нашего мира. И тем самым... положить начало еще одной, альтернативной Вселенной!
Схема эксперимента, готовящегося на коллайдере Брукяейвенской национальной лаборатории.

Путь к этому в принципе прост, рассуждали ученые. Нужно взять какое-то количество вещества и сжать его до предела, до той неимоверной плотности, при которой оно и может породить Большой Взрыв. Однако несложной такая процедура выглядит, конечно, только на бумаге. Каким способом добиться столь чудовищного давления, что оно даст переход количества в новое качество? Тогда этого толком не знали даже сами авторы идеи. Они полагали, что для научной общественности важен хотя бы побудительный толчок. «Помните, как написано в Библии, - прозрачно намекали исследователи. - В начале было Слово...». Тем более, что, кроме слов, имелись и кое-какие экспериментальные установки. Эндрю Ленге, например, убежден, что к этому делу можно приспособить самые мощные из современных ускорителей. Разогнать в них два встречных пучка частиц да и столкнуть их на страшной скорости. В результате разовьется сумасшедшее давление и...

«И ничего страшного не произойдет - во время лабораторного Большого Взрыва не разобьется даже лабораторная посуда, - успокаивали физики. - Потому что новая вселенная, с ее пространством и временем, будет образована скорее всего где-то там, в иных измерениях. В крайнем случае, ничто не мешает поставить защитный экран, направляющий энергию взрыва куда-нибудь от нас подальше».

«А ЕСЛИ - ЧЕРНАЯ ДЫРА?!». Чисто теоретическая идея, как это порой бывает, со временем получила поддержку со стороны экспериментаторов. И вот ныне, согласно замыслу ученых Брукхейвенской лаборатории, в туннелях ускорителя диаметром в 4 км каждый сверхмощные магниты разгонят в вакууме ионы золота, которые, столкнувшись между собой, образуют мельчайшие «капельки» сверхплотной материи с температурой в 10 тыс. раз большей, чем в недрах Солнца. Именно тогда и возникнут условия, которые привели 15 млрд лет назад к Большому взрыву. Подробности этого опыта описаны в сентябрьском (за 1999 г.) номере научного журнала «CERN courier».

Там сообщается, что в ускорителе тяжелых ионов RHIC (Relativistic Heavy Jion Collider) в Брукхейвене (США) начались эксперименты с пучками ядер золота. После испытания систем ускорения пучка установка была подготовлена к экспериментам по получению кварк-глюонной плазмы - состояния вещества, в котором оно находилось в первые мгновения после рождения Вселенной. И действительно, в ноябре 1999 г. программа научных исследований на RHIC была продолжена. Однако эта новость вызвала неоднозначную реакцию в научных кругах. В печати разных стран и в Интернете развернулась оживленная дискуссия о возможных последствиях эксперимента.

А потому Джон Марбугер, директор Брукхейвенской лаборатории, поручил группе физиков-экспертов исследовать возможность катастрофического бедствия при реализации этого проекта. Он не исключает: есть риск того, что установка - самая мощная в мире - может породить новый тип материи из «странных кварков» («Strange guarks»), неких субатомных частиц. Теоретики просчитали вероятность того, что может начаться неконтролируемая реакция по превращению всей материи в новое состояние. Они также обсудили шансы, пусть даже ничтожные, что сталкивающиеся частицы достигнут такой высокой плотности, при которой появится черная дыра.

Как полагают, черные дыры создают в пространстве сверхмощные гравитационные поля, всасывающие все окружающее вещество. И если такая мини-дыра вдруг образуется в лаборатории, то проглотит ли нашу планету? «Риск достаточно мал, - предупредил директор Центра теоретической физики при Массачусетсском технологическом институте, профессор Боб Джаффе, входящий в комитет физиков-экспертов, - но возможность того, что случится нечто необыкновенное, не равна нулю».

ШАГИ В НЕИЗВЕСТНОСТЬ. Тем не менее, американские физики все же начали очередную серию экспериментов. Правда, до сих пор на RHIC лишь разгоняли пучки заряженных частиц в кольцах ускорителя - пока без попытки столкновения Общая же схема эксперимента такова. Внутри ускорителя с атомов золота "обдираются" внешние электроны, и затем «оголенные» ядра ускоряются в двух кольцах. При этом они обретают скорость, равную 99,9% от скорости света. А поскольку ионы в двух кольцах могут двигаться в разных направлениях, они при встрече сталкиваются с чудовищными скоростями и энергиями. При этом, по расчетам физиков, должна образоваться суперплотная материя с температурой в триллион градусов!

Таких условий во Вселенной ныне не существует даже в глубинах больших звезд - они были лишь в момент ее рождения при Большом Взрыве, который, как полагают, состоялся 12-15 млрд.лет назад.

А ведь при них может произойти нечто судьбоносное: ядра атомов «испарятся» и создадут плазму из кварков и глюонов, которая способна вызвать поток рождения других частиц Среди них вполне вероятно образование и так называемых странных кварков. Они уже детектировались на некоторых ускорителях, но при этом оказывались всегда присоединены к другим частицам. Данный же ускоритель-коллайдер, по мнению исследователей, способен создать параметры, благоприятные для возникновения уединенных странных кварков, что и было характерно в первые мгновения существования Вселенной.

Вот эти странные кварки и хотят обнаружить в чистом виде исследователи Брукхейвенской лаборатории. Ведь тогда они смогут подтвердить существующие представления о рождении Вселенной. Последнее, видимо, перевесило опасения, и Томас Лудлам, директор проекта RHIC, сообщил, что комитет поддержал проведение первого краткого эксперимента по столкновению пучков.

НО ОПАСЕНИЯ ВСЕ ЖЕ ОСТАЮТСЯ. И хотя американские участники эксперимента уверены в его безопасности, далеко не все разделают их оптимизм. Например, Джон Нельсон, профессор ядерной физики из Бирмингемского университета (графство Уэст-Мидленс), возглавляющий английскую научную команду на RHIC, отметил: несмотря на то, что шансы драматического исхода чрезвычайно малы, их все-таки необходимо всесторонне и тщательно оценить, прежде чем «совать голову в пасть тигра".

«Существует опасность возможного исчезновения планеты в мгновение ока, - честно признался он. - Удивительно, даже неправдоподобно наличие такого риска, но я, увы, не могу доказать обратного»... И все же физики не теряют надежды провести относительно благополучное моделирование условий, соответствующих моменту пуска часов жизни Вселенной, с помощью двух экспериментов. Первым из них станет PHENIX (Pioneering High Energy Nuclear Interaction Experiment). Он готовится коллективом из 355 специалистов под руководством профессора Нагамийа из Колумбийского университета. Второй, на детекторе STAR, планируется 350 участниками под началом Джона Харриса из Лаборатории имени Лоуренсав Беркли.

Кроме всего прочего, участники работ надеются благодаря современной технике объяснить и загадку появления черных дыр, взрывов сверхновых звезд во Вселенной. Они полагают, что на то должны быть какие-то природные причины. Впрочем, вот вам и еще один из вариантов разгадки.

"Молчание далеких цивилизаций и вспышки сверхновых звезд приводят к мысли, что, быть может, на каком-то уровне роста знании появляются смельчаки и энтузиасты, которым не терпится узнать побыстрее истину о зарождении мира и хочется посоревноваться с природой, - считает научный сотрудник Института физики высоких энергий (г. Протвино) Л.С. Ширшов. - Возможно, что в результате такой спешки и появляется очередная черная дыра или случается иной катаклизм".

Но мы все-таки надеемся, что у землян-ученых хватит здравого смысла, прежде чем запускать ускоритель на полную мощность. проверить теоретически, хотя бы на компьютерных моделях, полную безопасность проведения эксперимента. Уж слишком велика цена ошибки - под угрозой само существование нашей планеты. А может, и вообще Солнечной системы.

P.S. Когда эта статья была уже написана, пришло очередное сообщение из Женевы. Как мы недавно сообщали («ТМ», № 3 за 2000 г.), в конце февраля 2000 г. в ЦЕРНе физики из 20 европейских стран в серии экспериментов воспроизвели в миниатюре Большой Взрыв и получили «кварк-глюонную плазму». Поскольку ничего сверхъестественного не произошло, они, проанализировав результаты своего «Взрыва» и предварительные данные заокеанских коллег, пришли к заключению, что и вселенская катастрофа в результате эксперимента на коллайдере Брукхейвенской национальной лаборатории вряд ли возможна...



Максим
ЯБЛОКОВ,
инженер
ДВА АТОМА ЗОЛОТА,
вряд ли уничтожат весь мир

Что же такое страшное и необычное должно случиться в Брукхейвенской лаборатории? Два атома золота, разогнавшись почти до световой скорости, столкнутся, и тогда возникнет «странная материя» - та самая, что вроде бы существует в недрах невероятно плотных нейтронных звезд.

Мощь удара будет такой, что атомные ядра лопнут, как скорлупа. Невидимые прежде кварки вырвутся из-под спуда державших их ядерных сил. Они тотчас столкнутся со своими античастицами, а также глюонами. Образуется крохотное - и необычайно активное - облачко раскаленной плазмы. Оно тут же начнет расширяться. Соседние ядра атомов лопнут; из их недр тоже выскользнут кварки, стремительно превращаясь в «странную материю». В этой неприметной точке пространства воцарятся громадные температура и давление. Материя уплотнится настолько, что возникнет крохотная «черная дыра». Этот чудовищный «провал» начнет расти с невероятной скоростью, поглощая другие атомы, участвующие в эксперименте. Он втянет в себя молекулы окружающего воздуха. За ними последуют стены ускорителя, корпус секретной лаборатории, улицы Нью-Йорка, Американский континент, и, наконец, в этой жуткой дыре, разверзшейся по вине ученых, исчезнет «весь... о, да... весь этот шар земной».

Так в глазах некоторых критиков (и прежде всего журналистов) - может выглядеть сценарий предстоящего испытания. Стремясь добраться до первоэлементов, слагающих мир, физики развязывают все более мощные энергии. Они пытаются разложить материю на самые крохотные частицы, силясь понять, из чего она состоит и что было в момент предполагаемого Большого Взрыва.

«Их увлечение, - говорят оппоненты, - приведет их (и нас вместе с ними) в Тартар - то бишь, излагая легенды эллинов на современном, отнюдь не сладком наречии, - в черную дыру. Но насколько реалистичны эти мрачные прогнозы, грозящие превратить наш мир в небыль и нежить? Оказывается, наука не первый раз стоит перед подобной опасностью. В книге Роберта Юнга «Ярче тысячи солнц» описан эпизод перед первым взрывом атомной бомбы на американском полигоне в штате Невада.

Тогда многого еще не знали, и возникло опасение, что начавшаяся цепная реакция не остановится, поскольку запасов урана в окружающей среде планеты слишком много. И некоторые из тех, кто знал о готовящемся 16 июня 1945 г. первом испытании атомной бомбы, остерегали коллег, обещая им, что в ходе необдуманного опыта начнется неудержимая цепная реакция и атмосфера Земли воспламенится, сжигая все живое. И в самом деле, в тот день, по словам очевидцев, «множество солнц соединилось в одно и разом осветило полигон. Затем над равниной возник огромный огненный шар, и к нему медленно и зловеще стало подниматься круглое облако пыли и света».

Однако, как ни страшна была атомная бомба, обещанных ужасов она не свершила. Соседние ядра атомов - а с ними улицы и континенты - остались целы. Верным все-таки оказалось предсказание тех теоретиков, которые накануне, в ночь перед испытаниями, все-таки разобрались, что Земля останется в целости. Впрочем, вскоре опасность пришла с иной стороны. Ученые - любители учить других на своих собственных ошибках - взялись угрожать уже не воздушной, а водной стихией. В 1960 г. советский химик Николай Федякин открыл новую форму воды, которую он назвал «поливодой».

Узнав об этом, иные теоретики в страхе нарисовали жуткую картину: вот-вот начнется - пишем до боли знакомые слова - цепная реакция (на этот раз химическая), и вся вода на нашей планете превратится в клейковатую кашицу - «поливоду». От одной лабораторной пробирки будет «отравлен» весь Мировой океан. На самом деле, как выяснилось позднее, ученый просто ошибся: открытой им формы воды вообще нет, есть лишь обычная Н20, только загрязненная другими химическими соединениями.

Далее, в 1980 г. в Лаборатории Ферми (штат Иллинойс) построили новый ускоритель, на котором решено было учинить сшибку протонов и антипротонов. Критики, во всем чуя подвох для несведущих мирян, тут же переполошились, уверяя, что в «пространственно-временной структуре Вселенной» появится трещина, в которую может ухнуть весь наш мир. Однако этого не случилось. Целы и критики, и физики, и агрегат, расколовший их дружные прежде ряды. Строители нового ускорителя RHIC, защищая себя от искусственных упреков, напоминают, что частицы космического излучения обладают гораздо большей энергией (и, значит, более опасны), чем все, что способна сотворить человеческая рука.

Впрочем, обеливая свой труд, они умолчали о «побочном ущербе". Брукхейвенская национальная лаборатория уже нанесла немалый экологический вред: так, часть радиоактивного водорода улетучилась, радиоактивная вода просочилась в землю и т.п. Стоит ли удивляться тому, что люди, уже претерпев ущерб от этой лаборатории, не ждут от нее ничего хорошего? Подспудно они задаются вопросом: "За что же еще поругать этих неуемных ученых?".

И вот публика протестует. Оппоненты предостерегают. Но все идет своим чередом. Новый гигантский ускоритель в Брукхейвенской национальной лаборатории вступает в действие. Именно здесь планируется грандиозный опыт. уже названный «экспериментом века». Он поставит крест на изысканиях физиков XX столетия и установит планку для будущих исследований XXI в.


на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу