Дэйв Голдберг - Вселенная в зеркале заднего вида. Был ли Бог правшой? Или скрытая симметрия, антивещество и бозон Хиггса

Мы с вами — результат подобного катаклизма, а скорее двух-трех подобных катаклизмов. Оглядитесь вокруг — и вы увидите мир, полный тяжелых металлов. Из одних мы делаем орудия труда, а из других состоим сами.

Забыть о том, как мы сюда попали, проще простого. Нейтронные звезды — а следовательно, взрывы сверхновых, а следовательно, тяжелые металлы — основаны в конечном итоге на симметрии замещения тождественных частиц. Ведь именно симметрия замещения тождественных частиц и вращательная симметрия фермионов легли в основу принципа запрета Паули, который, в свою очередь, лежит в основе давления вырожденного газа. Какой долгий извилистый путь нам пришлось пройти, чтобы увидеть едва ли не самых странных обитателей нашей вселенной — нейтронные звезды. Помимо всего прочего, они служат нам наглядным напоминанием о том, как необычайно пусто в пространстве при нормальных обстоятельствах и каким неизмеримым могуществом обладает простая симметрия.

Нейтронные звезды окружают нас повсюду, и хотя они совсем невелики, однако очень опасны. Поскольку лучшего примера того, как действует принцип запрета, пожалуй, и не сыщешь, я хотел бы дать вам представление о том, каких значительных плотностей нужно достичь, чтобы включился механизм вырождения.

Проделаем мысленный эксперимент. Предположим, вы хотите взять чайную ложку вещества нейтронной звезды и принести домой. Что будет?

Поскольку плотность нейтронной звезды неимоверно велика, гравитация у нее очень сильная. Вполне можно рассчитывать, что все это схлопнется в черную дыру, а вы окажетесь совсем близко. Именно поэтому нейтронные звезды и не могут набирать массу больше нескольких масс Солнца. Иначе они и в самом деле превратятся в черную дыру.

Так что же произойдет, если у вас хватит глупости приблизиться к этой твари?

Посадка будет очень жесткой. Нейтронные звезды вращаются со скоростью несколько тысяч оборотов в секунду, а магнитные поля у многих из них более чем в 10 миллионов раз сильнее земного. Это скверно повлияет на вас сразу в нескольких отношениях. Во-первых, магнитные поля такого уровня почти наверняка разрушат все, что содержит ферромагнитные материалы (это такое ученое выражение, обозначающее вещества вроде железа, из которых можно сделать магниты), а также ваши компьютерные системы.

Кроме того, сочетание вращения с сильными магнитными полями означает, что у нейтронных звезд, в сущности, налажены свои охранные системы. Вам они, вероятно, известны под названием «пульсары», а состоят они в основном из высокоэнергичного луча, который каждую долю секунды обшаривает небо. Ну и наконец: вы когда-нибудь пробовали сесть на планету, чья поверхность вращается со скоростью несколько тысяч километров в секунду? Сочините об этом научно-фантастический рассказ. Это нелегко.

Однако предположим, что вы можете приземлиться на поверхность нейтронной звезды. Там, конечно, примерно миллион градусов по Кельвину, однако это еще цветочки по сравнению с остальными трудностями, с которыми вы столкнетесь. Гравитация там примерно в 200 миллиардов раз больше, чем на поверхности Земли. Если вас это не настораживает, подумайте, что разница в гравитации между вашими ногами и головой составит примерно 60 миллионов g . Вас практически мгновенно расплющит.

Но вы мне нравитесь, так что поживите еще немного. Мы уже обсуждали особенности конструкции такого устройства для телепортации, какое показано в «Звездном пути», поэтому вполне можем им воспользоваться. Предположим, вы телепортировали чайную ложечку нейтронной звезды из ее ядра прямо в грузовой отсек. Я говорю о ядре, поскольку внешняя кора звезды ничем не примечательна, она в основном состоит из тяжелых элементов вроде железа. Чтобы получить чистый продукт, вам придется копнуть поглубже.

Что же будет потом? Тут-то и начнется настоящее веселье.

Для начала уясните себе, что мы говорим о плотностях примерно в 10 18килограммов на кубометр, то есть в чайную ложку поместится масса порядка 10 миллиардов тонн. Это масса горы приличных размеров.

Внутри нейтронной звезды соблюдается тонкое равновесие между чудовищной гравитацией звезды и давлением вырождения нейтронов. Стоит вынести оттуда нейтроны, и все летит в тартарары. Нет гравитационного давления, чтобы притискивать нейтроны друг к другу, а при этом не надо забывать, что нейтроны находятся в условиях температур в миллионы градусов. Давление газа, мягко говоря, очень велико . Даже если бы вам удалось при помощи телепортатора переместить вещество нейтронной звезды в трюм звездолета, внезапное падение давления привело бы к тому, что газ расширился бы мгновенно, наподобие взрыва. Прикинем объем грузового отсека вашего корабля [91] Я посмотрел в Интернете спецификацию «Энтерпрайз». Не судите строго. — он должен быть довольно вместительным — и получим, что чайная ложка чистых высококачественных нейтронов создаст давление примерно в миллион раз больше нормального атмосферного и плотность примерно в 10 миллионов раз больше плотности скалы. Так что, когда будете телепортировать в грузовой отсек вещество нейтронной звезды, сами туда не становитесь. Очень вас прошу.