Юный техник, 2006 № 04

Как это сделать? Что предложите вы?

Пишите. Лучшие предложения будут опубликованы, а авторов самых замечательных проектов вдут призы. На конверте поставьте пометку: «Конкурс «Уютная планета».

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Мир, в котором мы живем, возможно, состоит не менее чем из 11 измерений

Чтобы все было понятно, проведем мысленный эксперимент. (Впервые, кстати, его провел немецкий физик Г. Гельмгольц в начале XX века.) Представьте себе, что существует лишь одно измерение — длина. Тогда весь мир для нас выразился бы в линии. И достаточно повстречаться на этой линии двум «одномерцам», движущимся навстречу друг другу, как выяснится: разминуться им еще труднее, чем двум баранам на узком мосточке. Ведь для того чтобы пропустить своего сотоварища, кто-то из «одномерцев» должен был бы шагнуть в сторону. И если бы это ему удалось, он бы исчез из поля зрения коллеги, пропав в ином измерении.

Так же обстоит дело и с «двумерцами», живущими на плоскости, имеющей, кроме длины, еще и ширину. Только тут придется прыгать в высоту.

Мы с вами живем в мире, где, кроме трех пространственных параметров — длины, ширины и высоты, неявным образом присутствует еще и четвертый — время. Поэтому физики иногда говорят о пространстве-времени нашего мира. И если с пространственной геометрией мы еще худо-бедно разобрались, то вот со временем — загвоздка. Мы вроде бы умеем его измерять — часами, годами, столетиями. Мы знаем, что время в нашем мире имеет только одно направление: оно движется из прошлого через настоящее в будущее. Но вот какова физическая сущность времени, мы не знаем. Наверное, потому и создание «машины времени» остается всего лишь мечтой…

Между тем, еще в начале XIX века многие ученые, в том числе знаменитые геометры Мёбиус, Кели, Якоби и Плюккер, стали подозревать, что даже пространственных измерений в окружающем мире вовсе не три, а много больше.

Это, кстати, позволило в 1854 году немецкому математику Риману начать свои исследования многомерной геометрии, краеугольным камнем которой считалась аксиома: измерений у нашего пространства может быть бесконечно много.

С точки зрения здравого смысла это — полный абсурд; ведь каждое «лишнее» измерение дополнительный перпендикуляр, выведенный из одной точки. Мы в нашем обычном мире таких перпендикуляров можете построить только три. Куда же пристроить еще хотя одну линию так, чтобы она была перпендикулярна всем другим?..

Тем не менее, вслед за Риманом многомерностью пространства увлеклись физики. Правда, они о бесконечном числе измерений во Вселенной не говорят. Самая смелая на сегодня теория суперструн, предложенная в 90-х годах XX века английским физиком Стивеном Хокингом, основывается на выводах немецкого теоретика Теодора Калуцы и предполагает, что наша Вселенная имеет 11 измерений.

Как устроен такой многомерный мир, никто толком не знает. Лично мне больше других нравится такая аналогия. Представьте себе, что Книга Вселенной представляет собой толстенный том, в котором для нас открыты только первые 3–4 страницы. А что написано на остальных?

Возможно, со временем нам удастся заглянуть и на них. Каким образом? Да ведь все страницы сшиты в одном месте, в корешке. И если представить себя этаким «книжным червем», то можно проникнуть через корешок на любую из страниц.

А вот вам еще одна модель многомерного мира.

«Расчеты теоретиков говорят о том, — пишет доктор физико-математических наук В.А. Барашенков, — что Вселенная, возможно, состоит из двух, наложенных один на другой, очень слабо связанных, почти прозрачных друг для друга миров. Два вида материи: обычная и очень слабо с ней взаимодействующая — «теневая»…

В момент их образования, когда связующее их единое взаимодействие было очень велико, различные виды материи интенсивно перемешивались и составляли единый мир. Последующее расширение Вселенной, при котором плотность вещества снижалась, а гравитационные силы ослабевали, сформировало два практически не зависящих друг от друга мира.

Иными словами, возможно, что по соседству с нами, в том же пространстве-времени, существует «параллельный» мир-невидимка, в точности такой же, как наш, а может быть, и совсем непохожий, ведь несмотря на тождественность физических законов, реальные условия отличаются даже на соседних планетах, а тут речь идет о мирах, расставшихся около 15 млрд. лет назад!

Причем вполне возможно, доктор Барашенков просто поскромничал, и речь может идти не о двух, а как минимум еще о десятке параллельных миров. Вспомните, ныне физики говорят о том, что более 90–95 процентов массы Вселенной находится в скрытом состоянии. Значит, получается» на каждый мир приходится по 9 — 10 процентов, а то и менее того…

Впрочем, все разговоры о многомерности были до поры до времени чисто теоретическими. Но вот недавно оксфордские ученые, работавшие под руководством доктора Джозефа Силка, объявили, что им удалось реально «нащупать» в нашей Вселенной, по крайней мере, еще три новых измерения. Помогла «темная материя», в этих измерениях скрывающаяся.

Сейчас многие астрофизики согласны с расчетами, по которым выходит, что обычные материя и энергия составляют всего 4 % в нашем мире. Еще 71 % приходится на долю «темной энергии» — той самой, которая заставляет Вселенную «разбегаться» со все увеличивающейся скоростью. А оставшиеся 25 % приходятся на долю «темной материи». «Темной», напомним, она была названа за то, что никак не проявляет себя по отношению к материи обычной. Мы можем только наблюдать гравитацию, которую она вызывает.

Гравитация «темной материи» проявляется в виде объектов, существование которых невозможно объяснить известными законами физики. Например, галактика NGC 720, по стандартным канонам, не обладает достаточной массой, чтобы удерживать скопившееся вокруг нее газовое облако. Однако оно, это облако, разлетаться не собирается, будто его удерживает на гравитационном «аркане» невидимое сверхмассивное тело. Подобные объекты и стали одним из доказательств существования «темной материи».

Но с чего ученые взяли, что материя эта находится в параллельных измерениях? Наблюдая за подобными системами, оксфордские ученые заметили: чем меньше объект, тем более активно проявляла себя в нем гравитация, тогда как должно быть наоборот.

Расчеты показывают, что такой эффект можно было объяснить, лишь предположив: «темная материя» обитает в трех «потусторонних» измерениях. Частицы неведомого вещества, летая по просторам своего мира, искривляют свое, а заодно и наше пространство, создавая гравитацию, которую мы и воспринимаем, не видя, не ощущая самого вещества.

«Гравитационные взаимодействия между «темной» и обычной материей происходят лишь на очень коротких (в миллиардные доли миллиметра) расстояниях, поскольку дополнительные измерения «свернуты» до микроскопических величии, — пишут ученые. — Поэтому чем больше объект, тем до больших скоростей там «разогнано» «темное вещество» (в малых объектах для разгона не хватает места) и тем реже частицы материи в нем подходят друг к другу на столь малые дистанции. Значит, «параллельные миры» в таких объектах воздействуют на наше пространство гораздо слабее»…