Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Образование Вселенной. Часть 7. 26 страница






Ученые говорят, что «кварки – это частицы, которые, кроме электрического заряда, обладают цветным зарядом. Наличие у кварков цветного заряда обусловливает способность их к сильным взаимодействиям. Протон и нейтрон состоят из трех кварков. Однако принцип Пауля здесь не нарушается, так как эти кварки имеют различные цветовые заряды. Заряд сильного взаимодействия назвали «цветом» именно по аналогии с действительными цветами для того, чтобы подчеркнуть, что смешение трех цветов кварков делает протон или нейтрон бесцветным (так же, как смешение красного, желтого и зеленого цветов даст белый цвет). Соответственно различают три заряда сильных взаимодействий – красный (R), желтый (Y), и зеленый (G). Лептоны – бесцветны и не участвуют в сильных взаимодействиях. Предполагается существование шести кварков и шести лептонов. При этом производится деление их на семейства трех поколений. Все вещество во Вселенной составлено из четырех частиц 1 (первого) поколения. Частицы второго и третьего поколений рассматриваются как возбужденные состояния частиц первого поколения. В настоящее время пока не известно почему существует именно такое количество поколений частиц, и не существуют ли и другие, пока еще не открытые семейства частиц? И почему до сих пор не наблюдались переходы между частицами разных поколений? (Это очень хороший и принципиальный вопрос ученых? Прим.авт.). Все частицы участвуют в гравитационных и в слабых взаимодействиях. Так, например, действие слабых сил приводит к изменению природы частиц – превращению кварка одного аромата в кварк другого аромата, электрона в нейтрино и т.д. В электромагнитных взаимодействиях участвуют только те частицы, которые имеют электрический заряд. Известно, что кварки имеют дробный электрический заряд. Значит, они также участвуют в электромагнитных взаимодействиях, как и электрон. Нейтрино в электромагнитных взаимодействиях не участвуют. И, наконец, только кварки, обладающие цветным зарядом, способны к сильным взаимодействиям. Частицы состоящие из кварков, называются адронами. Адроны делятся на два класса – барионы, в состав которых входят три кварка с различными цветами, и мезоны, состоящие из пары кварк – антикварк. Соответственно, антикварк имеет антицветовой заряд. Таким образом, адроны, содержащие в себе цветные кварки, сами являются бесцветными. Барионами являются протоны и нейтроны – частицы, входящие в состав атома. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка(p = uud); нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков (n = udd). Протон имеет положительный электрический заряд, нейтрон является электрически нейтральной частицей. Ядро и электроны образуют атомы а атомы – молекулы». (У ученых сложился таков порядок развития материи: от более мелких частиц кварков, которые и образовали протоны, нейтроны и другие частицы, а потом протон с помощью нейтрона образовал атом – протон начал слипаться с нейтронами). Далее ученые говорят: «Физика кварков открывает новую необычную страницу в истории физики. С одной стороны, ничего нетрадиционного в поисках наиэлементарнейшего уровня в иерархии элементарных частиц и в связи с этим с гипотезой кварков нет. Но с другой стороны, само поведение кварков несколько необычно, ибо они никогда не встречаются в свободном состоянии, а находятся в постоянном плену, заключены внутри адронов. В физике кварков сформулирована гипотеза конфайнмента (пленение), кварков внутри адронов, согласно которой невозможно вылетание свободного кварка из адрона».

Противники гипотезы существования кварков, постоянно на это указывают: если кварки не вылетают, значит их нет. Ведь все другие частицы, откуда-то вылетают. (Вылетают и тела, и тем образуются системы). Они тем и начинают свое существование. А существовать могут только в определенном движении (вращении). Потом это системное движение – частицы могут соединяться и образовывать следующее системное движение – это уже будет другое вещество. Но всё исходит из вылетевших частиц (вылетели и создали новое пространство движения). Здесь возникает справедливый вопрос: если кварки не вылетают, то разве в таком случае они могут существовать? Если вещество образовалась от более мелких частиц, то и кварки обязательно должны образоваться от еще меньших частиц, чем сами кварки. Если было бы так, то кварки должны вылетать, самостоятельно существовать. Т.е. более мелкие частицы, которые образовали кварки, должны взаимодействовать, выделять энергию и образовывать новые частицы – кварки. Кварки в свою очередь тоже должны взаимодействовать и выделять энергию. Если выделяется энергия, то должен происходить выброс (вылет) частиц. А энергии должно выделяться очень много – это ядерный мир, где сосредотачивается много гравитации и много энергии. Ядра атомов состоят из нейтронов, протонов. Именно их взаимодействие (а главное распад нейтронов) вызывает горение звезд, мощные выбросы облаков газа из ядер галактик. А если исходить из того, что нейтроны, протоны образовались из кварков, то кварки должны обладать еще большей энергией. На кварковом уровне должны происходить более бурные процессы, чем в звездах.. Но по теории этого не происходит. Может, кварковый уровень имеет очень малую энергию? Но тогда возникает вопрос: откуда взялась энергия у нейтронов большая, чем у кварков? Каким образом кварки, когда они образуют нейтроны, могут передать энергию, больше чем имеют сами? Если они каким-то образом малую энергию превращают в большую, то кварки это уже боги, волшебники.

Энергия в таком направлении не может совершать движение, сама себя наращивать, усиливать свои силы, Не надо забывать, что частицы, сами состоят из энергии и, конечно из гравитации. Чем больше энергии в частице, тем больше должно быть гравитация. Именно гравитация её сила притяжения удерживает энергию (и тем образуется частица). Чем больше гравитации и чем ближе к ней, тем больше энергии, тем больше движения, тем выше скорость движения. В кварках должно быть больше гравитации и энергии, чем в протоне, нейтроне. При переходе от кварков к адронам энергия будет теряться, но не будет наращиваться, усиливаться. Гравитация в кварках должна играть определенную роль, так как она делает в других частицах, где гравитация в большом количестве сосредоточена (т.е. образует ядро). Кварки тоже должны образовывать ядро, притом ядерные силы притяжения должны быть более мощными, чем у нейтронов. Или кварки – это какие-то особые силы – божественные?

* Почему в лаборатории нельзя наблюдать отдельный кварк? И что на самом деле составляет массу тела? Об этом рассказывает лауреат Нобелевской премии по физике Дэвид Гросс:

«В 2011 году исполнилось сто лет со дня рождения ядерной силы. Сто лет назад, в 1911 году Эрнст Резерфорд открыл, что у атомов есть сердцевина, которую он назвал ядром. До этого было не очень понятно, чем, собственно, атомы являются. Учёные знали, что внутри них существуют электроны, крошечные носители электрического заряда, но их структура была неизвестна.

Резерфорд произвёл бомбардировку атомов альфа-частицами, которые представляют собой ядра гелия, измерил отклонения этих тяжёлых ядер и понял, что единственный способ объяснить результаты – это предположить, что центральная часть атома – это маленький сгусток всей его массы и всего положительного заряда. За прошедший век мы проводили исследования и пытались понять, что же происходит внутри ядер атомов. Это чрезвычайно сложно, потому что нельзя просто так взять и заглянуть внутрь атома. Приходится вслед за Резерфордом бить по нему разного рода снарядами, другими частицами, и смотреть, что происходит при этих столкновениях. Это был долгий путь, но вот уже более тридцати лет назад мы, как нам кажется, нашли разгадку. Теперь мы способны понять те силы, что действуют внутри ядра. А кульминация этого столетнего путешествия (а возможно, и тысячелетнего) – это очень подробная картина всех сил природы, что мы видим вокруг. Существует, конечно, сила гравитации, которую мы все ощущаем, электромагнитная сила, которая притягивает заряженные частицы и управляет радиоволнами и светом, а также есть две загадочные силы, что действуют внутри ядер атомов. Их сложнее понять, потому что речь идёт о расстояниях в миллион раз меньше, чем размер самого атома.

Только после Второй мировой войны стали строить большие ускорители частиц, с помощью которых можно исследовать структуру ядра. И вот, во второй половине ХХ века обнаружили, что, по всей видимости, нуклоны – частички, из которых сделаны ядра атомов, то есть протоны и нейтроны – состоят из ещё более мелких и фундаментальных частиц, которые получили имя кварков. Однако это выглядело очень странно, потому что никто никогда не видел в лаборатории отдельный кварк. Теперь мы понимаем, что это вообще невозможно. Тем не менее, считается, что протон и нейтрон состоят из кварков. Протон – это три кварка, соединённых таким образом, что вынуть их из него невозможно.

Так обстояли дела, когда я ещё студентом пришёл в физику. Картина была очень неясная. Однако всё запуталось ещё больше, когда провели эксперименты по бомбардировке протонов электронами (на которые не влияет сильное взаимодействие, но влияет электромагнитное), чтобы выяснить, как электроны будут взаимодействовать с тем, что составляет протон. Оказалось, то есть результаты могли быть интерпретированы таким образом, что протон на самом деле состоит из трёх кварков, которые движутся так, будто никакие силы между ними не возникают. Это само по себе казалось странным, но как объяснить ещё и тот факт, что кварки невозможно вытащить из протона?

Если ударить по атому, вылетит электрон, который может перемещаться по проводам, да и вообще с электричеством можно делать что угодно. Но кварк из атома достать невозможно вне зависимости от того, какой силы удар вы нанесёте. Проводили исследования на всё более и более высоких энергиях, со всё более и более сильными столкновениями – и никаких кварков. Однако результаты этих экспериментов выглядели так, будто кварки свободно перемещаются внутри протона.

Ясность внесло наше открытие того, что мы назвали асимптотической свободой. Она означает, что существуют силы природы (на самом деле только одна – обнаруженная нами – сила) с очень странными и необычными свойствами: взаимодействие между двумя частицами становится всё слабее и слабее по мере того, как они приближаются друг к другу, а по мере отдаления оно возрастает.

Это совершенно противоречит интуиции. Обычно сила становится слабее, когда вы что-то отдаляете друг от друга. Но в этом случае всё как раз наоборот, что было удивительно и привело нас к совершенно особой теории ядерных сил, которая сейчас называется квантовой хромодинамикой (КХД). Не так-то просто объяснить, как всё это работает, но мы понимаем в подробностях, откуда возникают эти явления. Это связано со свойствами квантового вакуума, в котором бурлят виртуальные частицы и происходят квантовые флуктуации. Теперь мы разобрались в этих вопросах, и с помощью этой теории мы можем очень многое сказать о том, что происходит на этих очень маленьких расстояниях, когда сила становится слабой. Мы также поняли, почему кварки не могут отделиться: потому что при попытках разделить их сила становится всё больше и больше – настолько большой, что это становится невозможным.

Эта теория – а её разрабатывают уже несколько десятилетий – стала чрезвычайно мощной и полезной в физических исследованиях и для понимания того, из чего мы сделаны. Например, вы, наверное, не знаете, по какой причине что-то весите. Когда вы встаёте каждое утро на весы и восклицаете: «О боже! Я набрал ещё килограмм», – что составляет эту массу? Она не существует сама по себе, это масса всех протонов и нейтронов ядер углерода и прочих атомов, что есть в вашем теле. Но откуда она берётся? Протоны и нейтроны состоят из кварков. Значит ли это, что она является суммой массы кварков в вашем теле?

Кварки почти не обладают массой! Вовсе не они составляют вес вашего тела, а энергия. Таким образом, вы – существо из чистой энергии. Энергия, по Эйнштейну, является просто мерой массы, а масса – это энергия тела и всего остального. Масса протона – это энергия его кварков, которые носятся с огромной скоростью, почти со скоростью света, туда-сюда в крохотной сферической области. Эта сфера существует потому, что, когда кварки разлетаются слишком далеко, дальше радиуса сферы, сила между ними становится очень сильной. Иными словами, вы представляете собой замкнутую кинетическую энергию кварков и так называемых глюонов – квантов силы внутри этой области, в которой наблюдается явление, как говорят, конфайнмента, – и эти частицы, что там носятся, связаны силой, которая делается сильнее по мере их удаления друг от друга. Когда вы взвешиваетесь по утрам, приятно думать, что каждый приобретённый килограмм – это килограмм энергии!

Мы полагаем, что квантовая хромодинамика – бесспорно, верная теория ядерной силы. Это, так сказать, богатая теория, куда богаче, чем теория электромагнетизма. Уравнения КХД можно записать на половинке футболки, но решить их совсем непросто. Существует очень много чрезвычайно интересных вопросов о ядерном веществе, над которыми мы ещё работаем и, несомненно, будем работать в ближайшие сотни лет. До сих пор ведутся работы над созданными два века назад уравнениями, которые описывают гидродинамику, и всё равно есть много нерешённых проблем: турбуленция или возможность точно предсказывать погоду. То же верно и для квантовой хромодинамики. Уравнения КХД более красивые и богатые, и виден огромный прогресс в их решении, но всё это займёт столетия. И мы продолжаем нашу работу, потому что мы полагаем, что знаем базовые законы и уравнения царства физики.

В тех областях, где изучаются взаимодействия кварков при очень высоких температурах, или высоких энергиях, или высоких плотностях, наблюдается падение силы, а когда что-то слабеет, это легче изучать. Сделаны огромные успехи: мы можем, например, понять историю Вселенной вплоть до самых первых микросекунд, когда температура Вселенной была так высока, а плотность так велика, что ядерная материя претерпевала фазовые изменения. Мы считаем, что в ранней Вселенной ядерная материя существовала в другой фазе. Примерно как происходит таяние льда, если поднять температуру, повышение температуры комнаты, где вы находитесь, до ста миллионов градусов приведёт к тому, что нуклоны в вашем теле растают до отдельных кварков. Вы будете состоять из, так сказать, кварковой и глюонной жидкости, что можно наблюдать экспериментально при столкновениях ядер на очень высоких энергиях. Получается чрезвычайно горячий огненный шар, и на очень короткое время кварки выходят из протонов и образуют кварк-глюонную жидкость, свойства которой мы сейчас пытаемся понять в подробностях.

Существует ещё много нерешённых вопросов, которых всем областям физики хватит, возможно, на века». (Цитата высказывания Дэвида Гросса приведена полностью слово в слово, чтобы не исказить его мысль).*

Взаимодействие между кварками становятся все слабее и слабее по мере того, как они приближаются друг к другу. А вот по мере отдаления возрастает. Но в обычном мире сила становится слабее, когда что-то отдаляется друг от друга. Так почему это происходит? (Но это происходит в соответствии с теорией, а как на самом деле в реальности может происходить на этом уровне совершенно не ясно; об этом прямо сказал Дэвид Гросс). Кварки, приближаясь друг к другу (почему кварки приближаются, какие силы стягивают кварки?) теряют силы. Но как они это делают, каков механизм потери силы, какие процессы приводят к потери силы? Если силы потеряны, то куда они ушли и в какой форме? И как вообще может происходить, что удаляясь, они приобретают силу, энергию, так как на самом деле здесь сила должна утрачиваться, расходоваться на само удаление. Движение не может само по себе возникать. От перехода энергия совершает движение. А энергия может совершать только в одном направлении: от большей к меньшей. И откуда-то вдруг она не может появиться. В этом направлении нужно рассматривать и эволюцию вещества (материи; а антиматерии не было, нет и не будет). Абсолютно чистой энергии нет. Возможно, она может появиться в результате какого-то очень бурного процесса – энергия должна полностью отделиться от гравитации. Если это случится, то это будет маленькая порция чистой энергии. Но потом она все равно будет поглощена гравитацией. Это означает, кварки не могут быть просто чистой энергией. Если кварки имеют маленькую массу, та как они могут передать большую массу нейтронам, протонам. Масса тоже передается. Если массы нет, то она вдруг сама по себе не возьмется. Масса связана с гравитацией, с ядерными силами притяжения. Без них кварки не могут существовать. Ученые говорят, что кварки вращаются. Да, вращение – это основа жизни. Но вращение появляется, когда часть материи выбрасывается, получая движение, а гравитация его закручивает. Гравитация – это центральная сила. Кварки должны образовать такой центр. Т.е. вблизи они должны сделать большую силу притяжения. Но по теории, чем они ближе, тем они слабее. Это невозможно (если возможно, то должно быть какое-то объяснение этому явлению). Невозможно и другое, когда кварки удаляются друг от друга, тем сильнее они становятся. Если будет происходить так, то кварки вообще потеряют взаимодействие друг с другом, они не будут существовать парами, тройками. Чтобы кварки смогли образовать адроны, их дожжен кто-то невероятно скрепить друг с другом. Что это за сила такая может быть? Клей – глюонов?

Клей, на котором держится мир? Глюоны склеивают кварки, тем самым сохраняют протоны, нейтроны и, тем самым удерживают Вселенную, от разрушения. Глюон – магическая сила – Бог. Некоторые ученые говорят, что от глюонов всё произошло, даже сама гравитация. Глюон создал глюоны. Но другие ученые говорят: «Поскольку глюон будет обладать способностью создавать другие глюоны при движении (конфайнмент), то это противоречит закону сохранения энергии». Глюон может образоваться в результате каких-то процессов, взаимодействия других частиц, которые с помощью энергии и создадут сам глюон. А энергия используется только в одном направлении от большей к меньшей. Таков порядок, таков закон образования частиц.

Ученые говорят, что квантами сильного взаимодействия являются восемь глюонов. Свое название глюоны получили от английского слова glue (клей), они ответственны за конфайнмент (пленение). Массы покоя глюонов равны нулю. Однако по мнению ученых, глюоны обладают цветным зарядом, благодаря чему они способны к взаимодействию друг с другом, к самодействию что приводит ученых к трудностям описания сильного взаимодействия математически ввиду его нелинейности (трудность придумали себе сами ученые; прим. авт.). Далее ученые говорят, что, если слабое взаимодействие ответственно за изменение ароматов кварков, то сильное взаимодействие, осуществляемое посредством обмена глюонами между кварками, приводит к изменению цветов кварков. Так что в ядре постоянно происходит превращения протонов в нейтроны и наоборот – за счет обмена квантами слабого взаимодействия между кварками, вследствие чего u-кварк превращается в d-кварки и наоборот. Кроме этого внутри протонов и нейтронов кварки постоянно меняют свои цвета, испуская и поглощая глюоны. При этом протоны и нейтроны остаются бесцветными. Подобная инвариантность требует существования поля сильного взаимодействия для поддержания цветовой симметрии кварков. Хвост сильного взаимодействия между кварками внутри протонов и нейтронов обеспечивает силы притяжения между протонами и протонами, протонами и нейтронами, нейтронами и нейтронами внутри ядра (ядерные силы).

Но могут ли в чистом виде где-то существовать силы притяжения? Некоторые ученые говорят, что концы (хвосты) глюонов испытывают раздельно силу притяжения. Есть объяснение, что гравитация является силой поверхностного натяжения (но многие ученые с этим не согласны – у натяжения нет той силы, чтобы могло притягивать и соединять протон с протоном). На мой взгляд, мир выстроен двумя движениями, двумя фундаментальными силами: силой притяжения – движение вращающее направленное во внутрь и силой отталкивания – движение направлено прямо от силы притяжения, энергия отталкивается от гравитации. Эти два движения, системных движения и образуют сам нейтрон. Само системное движение вышло из гиперона, где имелось больше сосредоточение гравитации и энергии. Переход к нейтрону мог произойти в таком порядке, потому что для его образования требуется определенная энергия. Она может сосредотачиваться в более массивной частице, чем сам нейтрон. Нейтрон имеет большую ядерную силу притяжения, чем протон. Притом нейтрон обладает качеством ядра, т.е. способность образовывать следующие ядра – ядра протонов. В таком порядке шла эволюция вещества. Гиперон – нейтрон, протон; нейтрон – протон; нейтрон – протон, протон. А чтобы два протона могли образовать нейтрон, нужна колоссальная энергия – свыше 400 млн. К. (А чтобы соединились, два атома гелия, нужна температура более миллиарда градусов. Это, значит, что в звездах не протоны вызывают термоядерные реакции, а нейтроны. Энергия распада нейтронов, вызывает взрыв водородной бомбы). Поэтому на адроном коллайдере не могут соединить два протона в нейтрон. Протоны сталкиваются и не соединяются.

Ученые говорят, что за массу адронов отвечают не кварки (их масса составляет порядка двух процентов от массы протонов), а силовое поле связывающее их вместе – глюоны. Глюоны не пассивные переносчики взаимодействий между кварками – это «кирпичики», составляющие адроны. Глюоны не имеют массы, их взаимодействие порождает массу. (Без гравитации – ядерных сил притяжения все частицы рассеются в ничто, в никуда. Без гравитации масса не возникнет. Глюоны, не имеющие массы, саму массу не смогут образовать. Масса складывается из другой массы Прим. авт.). Кварки испускают и поглощают глюоны, они ими обмениваются. Ученые говорят, что это напоминает волейбол. Частицы обмениваются, перебрасываются квантами промежуточного поля (глюон – кванты векторного поля). Обмен сближает, связывает. Для стороннего наблюдателя все будет представляться так, как если бы действовали силы притяжения. Глюоны – это элементарные частицы - частицы посредники, цементирующие ядро. Кварки погружены в облако глюонов. Кварки сжимают облако.

Здесь совершенно не понятно, кто кого сжимает, и как они это делают. Если кварки сжимают, то это еще как-то можно понять. В кварках сосредоточена гравитация. Но вот, как сами кванты могут цементировать, здесь совсем не понятно. Кванты вообще не могут что-то цементировать. Это не их природа. Энергия расталкивает, расширяет, образует движение, но не цементирует. Это противоречит её природе. Другие ученые тоже с эти не согласны, но они говорят цементируют, склеивают вихри. Но откуда берутся сами вихри. Но вдруг, если все же они каким-то образом появятся, они будут только разгонять, а не удерживать что-то.

Теория кварков может ли с успехом объяснить, понять историю Вселенной, как она образовалась? Если исходить, что Вселенная начала образовываться из самых маленьких частиц, то невозможно определить именно с каких маленьких частиц произошло. Кварки должны образоваться из более мелких частиц, те в свою очередь еще из более мелких и так до бесконечности. Начало Вселенной тоже будет бесконечным. Это означает, что объяснить успешно в этой теории историю Вселенной невозможно.

А вот, если исходить, что всё началось с самого плотного массивного вещества (материи), то таких проблем здесь не возникает, нет проблемы бесконечности. Энергия имеет конечный объем. Гравитация в точке сжимает энергию до конечной плотности. Частица становится самой массивной. Более массивную частицу гравитация уже не создаст, так как уже нет энергии. Затем, когда до максимальной плотности энергия будет сжата (энергию нельзя бесконечно сжимать), она разделит частицу на части и они вырвутся наружу – совершится Большой выброс – выброс очень плотных тел. Эти плотные тела состоят из очень массивных плотных частиц, которые содержат очень большую энергию. Она совершит следующее действие и будут выброшены тела с гиперонами – это уже будут протоядра галактик. Гипероны распадутся и выбросятся протозвезды. В протозвездах нейтроны создадут атомы, из которых появятся планеты.

Кварки не вылетают, они себя не обнаруживают. Здесь нет четкого подтверждения, что они есть, и что кварки могут делать. А вот процесс, который исходит из более плотных частиц, он происходит постоянно. И этот процесс мы используем, мы берем энергию из самого ядра. А энергия исходит из распада нейтрона, он превращается в протон. Протон присоединяется нейтронами и образуется новый химический элемент. Распадается и гиперон, это многочисленно подтверждено экспериментально. Всё исходит от более плотных массивных энергетических частиц. Здесь совершается переход энергии, массы. И не надо ничего объяснять: откуда взялась масса у частиц, почему они такие, куда делись античастицы, т.е. почему мир создан из обыкновенных частиц и т.д. Мир создан этим упорядоченным процессом. И мы живем в этом нормальном, обычном мире. А кто любит фантазировать, то это их дело. А в жизни фантастика не нужна. И слава богу, что так происходит.

Физик-теоретик, космолог из Университета штата Аризона Лоуренс Краусс в статье «Маяк Большого взрыва» («В мире науки» № 12. 2014г.) пишет: «Наблюдения, будучи подтвержденными, окажутся важнейшими за последние десятилетия. Ученые смогут с определенностью сказать, как зародился наш мир, в то время как пока им приходится только спекулировать (фантазировать) на эту тему. Кроме того, окажется возможным связать в единое целое лучшие теории субатомного – квантового – мира с лучшими теориями гравитации, описывающими массивные тела в космосе, основанными на общей теории относительности Эйнштейна. Дискуссии о возможном обнаружении идущих из ранней Вселенной гравитационных волн находятся под постоянным пристальным вниманием ученых. Будучи подтвержденным, это открытие позволит установить связь между гравитацией и квантовой теорией».

Много спекуляций, много фантастики – это связано с тем, что теоретические (и экспериментальные тоже) исследования происходят не в том направлении. Уже можно установить: какова же связь между гравитацией и квантами энергией. Гравитация квантует энергию, но совершенно не может квантовать себя, это физически невозможно. Здесь главное понять существующее взаимодействие между гравитацией и энергией. Оно хорошо наблюдается. Такое взаимодействие было и на начальном уровне развития Вселенной. На этом этапе взаимодействовали очень и очень большие силы гравитации и энергии, а не начинали с самых маленьких сил, которых нельзя определить – именно с каких маленьких всё произошло. Теория кварков стройная красивая модель строения атома. Но теория не связана с реальностью. Её нужно пересматривать.

Физик-теоретик Джозеф Ликкен (работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми), физик Мария Спиропулу (занимается экспериментальной физикой элементарных частиц в Калифорнийском технологическом институте, сейчас она занята поиском суперсимметрии в эксперименте CMS на Большом адроном коллайдере) в статье «Суперсимметрия и кризис в физике» пишут: «Вместо того чтобы призывать на помощь суперсимметрию для подавления эффектов, связанных с виртуальными частицами, предложена новая идея – воспользоваться этими эффектами для объяснения, откуда берется масса. Рассмотрим протон. Протон – это неэлементарная частица. Он представляет собой композицию из трех кварков, которые имеют очень маленькую массу, и глюонов, вообще не имеющих массы. Протон гораздо тяжелее, чем суммарная масса кварков и глюонов внутри него. Откуда же тогда взялась дополнительная масса? А взялась она из энергетических полей, образованных силами сильного взаимодействия, которые удерживают протон как единое целое. Открытие бозона Хиггса показывает, что его энергетическое поле присутствует в каждой точке Вселенной и придает массу элементарным частицам. Это означает, что вакуум пустого пространства – очень бойкое место, где энергия бозона Хиггса, и виртуальные частицы формируют сложную динамику». (Журнал «В мире науки», № 7-8, 2014).

Ученые говорят, что без теорий Великого объединения невозможно описать раннюю стадию эволюции Вселенной, когда температура первичной плазмы достигала 10 в 29 степени К. В таких условиях могли рождаться и аннигилировать сверхтяжелые бозоны X иY. Согласно теории электрослабого взаимодействия, два фундаментальных физических взаимодействия – электромагнитное и слабое предстают перед учеными различными из-за катаклизма в ранней Вселенной. Когда-то давно эти взаимодействия были единым целым. Вселенная с расширением охлаждалась. Когда Вселенной было от роду несколько миллионов долей от одной миллионной доли секунды, то произошел фазовый переход, который изменил природу пустого пространства-времени. Но Вселенная не была на самом деле пустой, она была заполнена особым фоновым полем. Это фоновое поле – это поле Хиггса, было выработано всей Вселенной. Поле Хиггса влияет на распространение частиц в пространстве. Те частицы, которые взаимодействуют с этим полем, испытывают сопротивление и, следовательно, проявляют себя уже как массивные частицы. Другие частицы, которые не взаимодействуют с этим полем (например, фотон – переносчик электромагнитного поля) остаются безмассовыми. Сила слабого взаимодействия и электромагнитная сила начинают обладать разными свойствами, нарушая симметрию, которая объединяла их. Поля Хиггса, нарушающее симметрию гипотетическое поле должно порождать экзотические и очень массивные частицы, но вовлеченные в этот процесс массы должны быть гораздо больше, чем хиггсовской частицы. Для прямого поиска соответствующих экспериментальных подтверждений необходимо создать ускоритель в 10 млрд. мощнее, чем БАК. Требующая такой проверки теория носит название теории великого объединения. Она дает единое описание трем типам физических взаимодействий, исключая только гравитационное.

Энергия сейчас по-разному себя проявляет, совершает различные переходы (совершает только в одном направлении от большой своей силы к меньшей). Она вытолкнула (энергия отталкивания, отталкивания от гравитации) тела, дала им движение (движение тел – это тоже энергия). Она сейчас имеет и электромагнитные, и слабые, и сильные свойства и в соответствии с этим производит взаимодействия. Производит оттого, что имеет большие силы. Не только три силы (а их больше) были соединены на раннем этапе развития Вселенной. Сейчас в очень плотных ядрах ядер галактик, ядер квазар соединены в одну силу, в одну очень массивную частицу. В них очень много энергии. Это очень плотная энергетическая частица. Плотность энергии удерживает гравитация. Её сила должна быть не меньше, чем у энергии. В каком-то смысле, они сливаются и представляют одно целое. Но они всегда будут противоположными силами. Так обстояло и на ранней стадии жизни Вселенной, только масса частиц была намного больше (значит, частицы сосредотачивали больше энергии и гравитации, а точнее, гравитация всё сосредотачивала). Абсолютной пустоты не было. Не из одного миллиграмма образовалась Вселенной и тем более не из пустоты, или какого-либо поля.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал