Техника - молодёжи 1961-11, страница 29
кусками антивещества или столкновение гигантских участков с целым антимиром приведет к катастрофическим взрывам. В принципе не исключена даже возможность существования и антимира с отрицательными массами м гигантских участков вселенной, которые будут сжиматься, а не расширяться, подобно нашей вселенной. Фундаментальное открытие возможности расширения пространства нашей вселенной было сделано ленинградским математиком Фридманом еще в 1923 (году. Эйнштейн, сперва резко возражавший против этого вывода, затем согласился с ним и до конца своих дней пропагандировал фридманов-скую космологическую теорию. Она подтверждается наблюдаемым разбега-нием от нашей Галактики всех внегалактических туманностей. Возможны и сжимающиеся нли пульсирующие вселенные, притом расширяющиеся неравномерно в разных направлениях. Их изучение начато недавно Геделем и советским астрономом Зельманоаым. Поистине природа тешится разнообразием форм материи, ее движений и превращений как * микромире элементарных частиц, так и ш гигантских космологических масштабах! Нак мы видим, атака гравитационных проблем разворачивается ныне в трех направлениях:t атомный мир, Земля и ее окрестности, космос. Постановка гточных экспериментов <на Земле и )в космосе — с помощью спутников, новые астрономические наблюдения, усиленная теоретическая разработка проблем обещают привести к углубленному пониманию гравитации в самые ближайшие годы. Тем самым после ньютоновского и «эйнштейновского этапов начнется третий период изучения гравитации, который поможет людям в практической деятельности. Ядро атома отражает или притягивает заряженные частицы. Гравитон же, который не имеет ни заряда, ни массы покоя, легко пронизывает атомы и ядра. „ДРЯХЛЕЮЩАЯ ГРАВИТАЦИЯ" - гипотеза Дирака наши дни одним из инициаторов новых гипотез и теории гравитации является Поль Дирак, имя которого связано с открытием позитрона, спина у электронов, с созданием релятивистской квантовой механики. Закон Кулона, закон притяжения между разноименно заряженными частицами и отталкивания одноименно заряженных аналогичен закону всемирного тяготения. В наши дни механизм электрических взаимодействий изучен уже хорошо. Считают, что если находящийся в какой-то точке положительный заряд производит отталкивающее действие на такой же заряд, находящийся в другой точке, то это происходит потому, что между ними имеет место обмен фотонами. Притяжение очень сильно, так как скорость обмена чрезвычайно велика — каждый протон испускает и принимает один фотон в миллионную долю миллисекунды! Раньше чем были созданы гипотезы о природе частиц, которыми обмениваются массы, осуществляя связь, дающую им возможность притягиваться, физики назвали эти частицы «гравитонами». Характеристики этих частиц были определены с помощью теоретических расчетов. Так пришли к мысли о том, что каждый протон и каждый нейтрон испускают один гравитон каждые... 1053 лет. Поистине ошеломляющая цифра! Ведь возраст нашего участка вселенной равен всего 1010 лет. Взаимодействие, обусловленное таким обменом, будет чрезвычайно слабым. Если мы рассмотрим два протона, расположенных рядом, »и вычислим электрическую н гравитационную силы их взаимодействия, то первая оказывается в 1 40 раз сильнее второй. Отсюда если даже и можно -приписывать наличие «гравитационных волн» гравитационному полю, то пока нельзя надеяться их уловить, так как передаваемая им энергия слишком слаба. Но существуют ли эти волны в действительности? Как же осуществляется взаимодействие? Ключ к разгадке, по-видимому, следует искать в гравитоне. • При некоторых (Процессах распада нарушался закон сохранения эьергин, и ученые предположили, что при распаде появляется, кроме известных частиц, новая, неизвестная частица, которая и вносила путаницу. Эта частица позднее была обнаружена экспериментально и названа нейтрино. В 1959 году Дирак выдвинул смелую гипотезу о том, что гравитон, возможно, состоит из пары нейтрино. Казалось, что некоторые факты подтверждают это, «в частности величина спина гравитона. Современная физика считает, что всем частицам присущ собственный механический момент, как бы создаваемый вращением частиц вокруг себя. Величина этого момента и получила название «спин». Спин может изменяться только прерывистым образом, то есть, как говорят физики, спин квантуется. Спин должен быть во всех случаях либо целым числом, либо целым числом плюс половина. Дирак нашел, что спин гравитона равен 2. А у нейтрино спин равен 1. Отсюда огромное искушение рассматривать гравитон как ре зультат объединения двух нейтрино. Это положение находит подтверждение в необычайной проникающей способности нейтрино. Нейтрино практически не взаимодействует с веществом. Он не только проходит через фотографическую пластинку, не оставив на ней следа, но даже может пройти тысячи километров через толщу Земли, не получив при этом ни малейшего отклонения, то есть гравитация пропитывает вещество. Уже говорилось, что гравитация представляет собой силу в 1040 раз более слабую, чем електриче-екая. Поль Дирак искал, какой физической (величине соответствует это отношение, и оказалось, что возраст (вселенной, (выраженный в «ядерных единицах времени», совпадает с этой величиной. Ядерная единица времени определяется на основании скорости света и диаметра нуклонов (тяжелых частиц). Время, затраченное светом «а прохождение сквозь нуклон по его диаметру, равно Ю~*23 секунды. Это и есть единица ядерного «времени. Следовательно, если взять этот элементарный промежуток времени за единицу, то окажется, что возраст вселенной равен 1040 ядерным единицам. Не правда ли, удивительное совпадение — отношение электрической силы к гравитационной может быть измерено... возрастом вселенной? Учитывая, что электрическая активность по мере старения вселенной не изменяется, Поль Дирак приходит к выводу, что гравитация уменьшается с возрастом вселенной. В самом деле, величина отношения электрической силы к гравитационной, равная возрасту «нашего» участка вселенной, все время увеличивается, а числитель дроби остается постоянным, следовательно, знаменатель, то есть гравитационная сила, должен убывать со временем. Если это так, то со временем вселенная должна расширяться. Это подтверждается наблюдениями советского радиоастронома Н. Н. Парийского. Работая в 1959 году на самом крупном в то время радиотелескопе, он установил, что в самом центре Галактики расположено исключительно плотное и довольно массивное облако ионизированного газа. Ослабление гравитации должно приводить и к расширению Земли. Хотя это окончательно не доказано, венгерский физик Эдьед в числе других приходит к выводу, что радиус Земли увеличивается в год примерно на 0,5 мм. В (наше время наука развивается небывалыми темпами, и кто знает, возможно, что скоро эта гипотеза найдет строгое научное подтверждение. 25 |
