Читать «Стивен Хокинг» онлайн - страница 70

КВАНТОВАЯ ХРОМОДИНАМИКА А еще в природе существует слабое взаимодей-

ствие, управляющее процессами радиоактивного распада. В 1983 году группа ученых из Европейско-го центра ядерных исследований (ЦЕРНа) в Женеве обнаружила следы частиц, чье существование дока-зывало возможность объединения теорий слабого и электромагнитного взаимодействия в одну модель. Итак, перед учеными стояла теперь задача объеди-нить в единое целое уже не четыре, а лишь три части.

В своем докладе по случаю вступления в долж-ность Лукасовского профессора Хокинг был доста-точно оптимистичен — он предрекал появление еди-ной теории уже в начале ХХI столетия. Со временем ученый стал скромнее в предсказаниях.

В первые годы нашего века появилась новая об-ласть физики — квантовая хромодинамика (КХД). Она занимается исследованием основополагающих частиц Вселенной, кварков, из которых состоят про-

тоны и нейтроны, частицы атомных ядер. «Chromo» (хромо) обозначает определенное свойство кварков, определяемое как «цвет», но ничего общего с реаль-ными цветами оно, конечно же, не имеет. Другое свойство кварков называется «flavour» (здесь — аро-мат): произвольные названия, говорящие о фантазии и юморе нового поколения физиков больше, чем соб-ственно о свойствax изучаемых ими частиц ( QUW ). Кварки — квазары — квантовая гравитация 151

Сегодня, правда, есть несколько многообещаю-щих идей, как объединить сильное и слабое взаи-модействия с электромагнетизмом, но на этом пути ученым придется решить еще немало проблем. А когда они с ними справятся, перед физиками-теоре-тиками встанет главная задача — включить грави-тацию в единую модель мира. И эта задача чрезвы-чайно сложная — гравитация никак не хочет под-чиняться законам квантовой механики.

КВАРКИ — КВАЗАРЫ —

КВАНТОВАЯ ГРАВИТАЦИЯ

Квантовая теория объясняет взаимодействия субатомных частиц, мельчайшими компонентами которых являются кварки. Общая теория относи-тельности — это теория гравитации Эйнштейна, и занимается она нашей огромной Вселенной. Грави-тационные ловушки, наиболее удаленные от Земли, называются квазарами ( 100 ). Таким образом, квар-ки представляют мир квантов и самое мелкое из все-го существующего, в то время как квазары, самые далекие от нас объекты в космосе, поддерживают гравитацию. В настоящее время кварки и квазары еще не могут быть описаны одной-единственной те-орией «квантовой гравитации». Однако легкая для запоминания схема «кварки — квазары — кванто-вая гравитация» достаточно наглядно показывает, о чем будет идти речь в единой теории.

Какие условия должна была бы выполнять та-кая будущая теория квантовой гравитации? Стивен Хокинг пишет в своей вышедшей в свет в 2001 году книге «Вселенная в ореховой скорлупке», что тео-

рия струн в начале 1980-х годов была самой пер-спективной кандидатурой для объединения грави-152 Х УБЕРТ М АНИЯ | Стивен Хокинг тации с квантовой теорией, поскольку уже рассма-тривала частицы не как бесконечно малые точки, а как вытянутые нити бесконечной длины. «Нити, струны (strings) — заимствованные из повседнев-ной жизни названия одномерных, вытянутых объ-ектов. У них есть только длина. В теории струн они движутся сквозь пространство-время. Различные состояния, вибрации этих струн — это и есть части-цы, из которых состоит наш мир» ( Nus: 60).