Сабина Хоссенфельдер - Уродливая Вселенная [Как поиски красоты заводят физиков в тупик]

«У меня нет никаких догадок, почему суперсимметрию до сих пор не видно и что это означает для будущего. Все сейчас взволнованы из-за того всплеска на 750 ГэВ [87] Имеется в виду дифотонная аномалия. . Ну, вы знаете».

«Что делает суперсимметрию такой уж красивой?» – спрашиваю я.

«Я всегда с некоторой осторожностью использую слова вроде “красота”. Они очень неопределенные, – говорит Джо. – Как-то я написал обзор о работах Дирака 156. Его очень сильно вдохновляла красота. В конце обзора я написал: “Красоту узнаёшь, когда видишь ее, и вот она перед вами”. Но все же в каком-то смысле я этого слова избегаю».

«Думаю, что геометрия воодушевляет меня меньше, чем большинство людей. Меня впечатляют идеи, связывающие воедино то, что прежде не было очевидным образом связано. Вот, например, мы знаем, что в мире есть бозоны, а есть фермионы, и было бы здорово, если бы они каким-нибудь образом оказались в прошлом связаны».

«Так вот суперсимметрия обеспечила вид связей, которые все жаждали увидеть. Она обеспечила связь между фермионами и бозонами и объяснила, почему бозон Хиггса не тяжелый. Она обеспечила возможность разобраться и с космологической постоянной, но это не сработало, и других хороших идей сейчас нет…»

Он умолкает. И в итоге заключает: «Возможно, все это просто справедливо на высоких энергиях и не применимо для наблюдаемого сегодня».

Некоторое время он задумчиво смотрит мимо меня, в окно. Затем неожиданно спрашивает, не желаю ли я выпить чашку кофе или еще чего-нибудь. Я отказываюсь, и он берет в руки какие-то записи.

Готовясь к конференции в Мюнхене, Джо составил список математических указаний, говорящих в пользу теории струн. Его список, замечаю я, хорошо соответствует тем аспектам красоты, о которых я уже слышала.

Теория струн, говорит мне Джо, убеждает его прежде всего тем, что справляется с квантованием гравитации, проблемой, для которой известно не много решений. Более того, как только вы проникаетесь идеей струн, у вас остается не так уж много свободы в том, что касается построения теории. Эти две причины, мне кажется, и отражают привлекательность «жесткости», которую также упоминали Нима Аркани-Хамед и Стивен Вайнберг.

Затем Джо отмечает, что другим свойством в защиту теории струн служит ее геометричность (очень важный аспект для Гарретта Лиси), хотя и добавляет, что лично для него это «не играет большой роли».

Следующие два пункта из списка Джо – случаи «связей», как он их называет, или, как выразился философ Давид, «объяснительной развязки». Они придают теории привкус неожиданности, необходимый, чтобы прослыть элегантной. Связи, которые называет Джо, такие: (1) новые открытия, сделанные благодаря калибровочно-гравитационной дуальности («Мы живем в голограмме»), и (2) вклад теории струн в термодинамику черных дыр.

Черные дыры образуются, когда достаточно большое количество вещества коллапсирует под действием гравитационного притяжения своей собственной массы. Если вещество не в состоянии создать достаточное внутреннее давление – к примеру, потому что звезда истощила все свои запасы топлива, – то продолжает коллапсировать, пока не сконцентрируется в точку. Когда вещество достаточно сильно сжато, гравитационное притяжение на поверхности становится столь сильным, что даже свет не может ее покинуть: рождается черная дыра. Граница, за которую свет не в силах вырваться, называется «горизонтом событий». Свет, попавший ровнехонько на горизонт событий, уже не сумеет вырваться и будет описывать круги вокруг черной дыры вечно, а так как ничто не может двигаться быстрее света, ничто не в силах покинуть черную дыру.

Горизонт событий – граница не физическая. Она не состоит из какого-то вещества, ее наличие может быть замечено только с расстояния, а не по мере приближения к ней. Вы можете даже пересечь горизонт событий, совершенно того не заметив, при условии, что черная дыра достаточно большая. А все потому, что в свободном падении мы не испытываем на себе гравитационного притяжения, а только его изменение – приливную силу. А приливная сила связана обратной зависимостью с массой черной дыры: чем крупнее черная дыра, тем слабее приливная сила.

И действительно, если вы падаете в сверхмассивную черную дыру – вроде той, что сидит в центре Млечного Пути, – приливная сила так мала, что вы и не заметите, как пересекаете горизонт событий. Если вы занырнули в черную дыру головой вперед, приливная сила будет растягивать вашу голову чуть больше, чем ноги, так что вас подрастянет. У горизонта событий вытяжение ничтожное. По мере приближения к центру черной дыры растяжение начнет становиться некомфортным, но к тому времени уже поздно будет поворачивать назад. Технический термин для причины вашей смерти будет звучать как «спагеттификация».