Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка):
Планируемые для постановки в ближайшее десятилетие эксперименты как раз характерны тем, что лишь предопределяют направления дальнейших исследовании, задают положительную эвристику. Роль их в этом смысле чрезвычайно велика. Однако окончательный ответ на имеющиеся в теории вопросы получены не будут, А между тем, в постановке этих экспериментов человечество подошло к барьеру достижимых энергий, [іменно потому авторы статьи [27] определили современную эпоху как
На пути построения единой теории поля
117
эпоху «критических» экспериментов. Дальнейшее обсуждение этих «критических» экспериментов здесь приводится на основании вышеупомянутой статьи [27J1 одним из соавторов которой является автор настоящей монографии.
В ближайшее десятилетие в области физики элементарных частиц и космологии планируется реализация трех экспериментальных программ. Первая из них связывается со строительством в Европейском центре ядерных исследований в Женеве (ЦЕРН) Большого Адронного Коллайдера (Large Haaron Collider) — (LHC). Коллайдер почти со скоростью света будет проганять частицы по 27-километровому кольцу В сооружении LHC принимают участие ученые 33 стран мира, в том числе и Россия Тысячи физиков, большой процент которых составляют российские специалисты, участвуют в различных программах, осуществление которых планируется с началом действия LHC (2007 год). В протон-протонном канале этого ко;ілайдера будут достигнуты знеріии до 14 ТэВ, что в 7 раз больше, чем в Тэватроне — tevatron FNAL. Кроме протон-протонного есть канал тяжелых ионов, где будут сталкиваться атомы свинца. Основное назначение этого канала — создание условий для взаимодействия кварков на очень малых расстояниях с очень большой энергией, что, возможно, позволит обнаружить бозоны Хиггса, Несмотря на многочисленные попытки хигт-совые бозоны {размеры их меньше миллиардной доли миллиметра) до сих пор не удалось обнаружить. Вторая программа служит установлению ускорения Вселенной, которое будет основываться на данных, полученных благодаря астрофизическим наблюдениям с помощью зонда Supermo-va! Acceleration Probe (SNAP), запуск которого планируется в конце этого десятилетия. SNAP произведет детальные замеры тысяч сверхновых с целью установления скоростей их разлета. Третья программа — это исследование «не идентифииированньїх источников гамма-излучения» с помощью Гамма-лучевого Широкозахватного Космического Телескопа {Comma Ray Large Area Space Telescope (GLiST).
Постановка этих экспериментов стимулирована, в том числе, уникальными результатами, полученными в ходе эксперимента WMAP- С помощью космического зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), расположенного на расстоянии К5 млн км от нас в точке JIa-гранжа (точка гравитационного равновесия Солнца и Земли), удалось получать данные, более точно определяющие возраст Вселенной (13,7 млрд лет ± 200 млн лет) и свидетельствующие о существовании «темной энергии». Представления о «темной энергии» оказались необходимы для формирования экстраполяционных данных эпохи акустического типа. Предполагается, что результаты эксперимента SNAP позволят точно измерить процентное содержание во Вселенной «темной энергии» и что этот результат совпадет с экстраполяцией, полученной благо-
118
Глааа 2
даря WMAP* Хотелось бы сделать замечание, касающееся некритическое го введення некоторых терминов в науку. Так, когда мы говорим о «темной материи», то имеем в виду некоторый вид неизвестной нам субстанции, которую в гносеологическом смысле считаем материальной. Когда же говорим о «темной энергии», то, по существу, в эту термин о-систем у вводится тот же самый смысл, то.тько при этом подразумевается другой вид неизвестной нам субстанции.
Состав пашен Вселенной согласно результатам, полученным в ходе эксперимента WMAP, таковы: 73 % всей массы Вселенной составляет темная энергия, действующая как антшравитадия; 23% — неизвестный тип, называемый «темной материей». И только 4 % — это известные формы барионов, «Темной материей» называют вещество, состоящее из частиц, которые взаимодействуют друг с другом н с «нормальной» материей только через іранитацию. Первая «темная» Галактика HVC 127-41-330 установлена американскими учеными с помощью радиотелескопа Арсс-сибо. Наблюдается быстро вращающееся облако, состоящее, в основном, из водорода и пыли. Без сильного источника гравитации это облако должно рассеяться, — предполагается существование а. галактике «темной» материи, удерживающей облако. Считается, например, что все яркие галактики содержат «темную материю», масса которой в десять раз превышает массу всех звезд галактик. Существуют и другие астрофизические доводы, свидетельствующие о существовании этой загадочной субстанции. Материя называется «темной», потому что никакого излучения от нее не регистрируется, однако движение галактик и звезд в них говорит о том, что массы галактик значительно больше, чем массы составляющих их объектов.
Как уже отмечалось, значение 73 % «темной энергии» — это следствие экстраполяции, так как с помощью WMAP зарегистрированы данные только для «темной материи» и известных форм вещества. Известно, что вследствие антигравитации «темной энергии» Вселенная расширяется с ускорением, хотя хорошо известно, что в прошлом Вселенной был этап замедления расширения. Это установлено благодаря исследованию яркости удаленных сверхновых звезд, которая оказалась не соответствующей красному смещению. Это может означать лишь то, что их образование приходилось на период, когда расширение Вселенной замедлялось. Возможно, расширение Вселенной в течение некоторого времени постепенно замедлялось за счет возникновения гравитационно' го притяжения рождающегося во Вселенной вещества. Однако концентрация вешества за счет того же расширения постепенно уменьшалась, и, в конпе концов, за счет энергии вакуума («темной энергии»), расширение Вселенной вновь начало ускоряться. С помощью эксперимента SNAP предполагается выяснить, находится ли вакуум в окончательном
