Приложение

Сверхплотные состояния материи

В нашем мире все имеет свою оборотную сторону. Если вы изучаете нечто, расширяющееся в пространстве, то приходится обратить внимание и на то, как все это выглядело в самом начале. Если время запустить вспять, то Вселенная будет сжиматься в точку. При этом выясняется, что силы гравитации, такие слабые на атомном уровне, начинают играть главенствующую роль. Для их учета необходима теория, объединяющая описание всех известных полей - гравитационного, квантового электромагнитного, а также внутриядерных полей. Такой теории по сей день нет. Но даже ее фрагменты впечатляют.

Аномалии в состоянии вещества обнаруживаются уже при плотностях, характерных для нейтронных звезд. Их плотность лежит в пределах от 10¹¹г·см^-3 на поверхности до 10¹⁵г·см^-3 в центре. Тогда как плотность атомных ядер около 3·10¹⁴г·см^-3. Хотя внешняя кора нейтронных звезд состоит из атомных ядер, в ее недрах это понятие полностью теряет смысл. Можно предположить, что там элементарные частицы (нейтроны) спрессованы в комплексы, напоминающие ядра атомов с чудовищными значениями веса. Но это все еще область, понятная для современной физики.

Вблизи начала Большого Взрыва должны царствовать гораздо более суровые условия. Там теряют устойчивость уже сами трехмерные элементарные частицы. Что же приходит им на смену? Приведем выдержки из обзора академика В.Гинзбурга [16].

“Одной из многообещающих является теория суперструн, где элементарные частицы – это колебания одномерных объектов (струн), имеющих характерные размеры 10^-33см. Струны могут быть конечной длины или в виде колечек. Их рассматривают не в четырехмерном («обычном») пространстве-времени, а в пространствах, скажем, с 10-ю или 11-ю измерениями... Чувствуется, что теория суперструн – это нечто глубокое и развивающееся. Сами ее авторы претендуют на понимание лишь некоторых предельных случаев и говорят только о намеках на некоторую более общую теорию, которую называют М-теорией, то есть магической или мистической”.

Примечание: Подробнее с этими вопросами можно познакомиться в популярной книге Брайан Грин, Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории, Издательство: УРСС, 2004 г. Bian Greene, "The Elegant Universe. Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory.": Vintage Books; New York; 1999

Кстати, о размере суперструн 10^-33см. Это число напрямую связано с понятием физического вакуума, предложенным Дж. Уилером (см. выше).

В том же обзоре В.Гинзбурга упоминается, что есть еще одна разновидность струн - “космические – это некоторые (не единственно возможные) топологические «дефекты», способные возникать при фазовых переходах в ранней Вселенной (сразу после Большого Взрыва - примеч. Ле Мар)... Они представляют собой нити космических масштабов толщиной порядка 10^-29-10^-30см, способные замкнуться в кольца. Космические струны еще не наблюдались, даже «кандидаты» на эту роль пока не известны”.

Примечание: Приходится констатировать рост популярности одномерных объектов у современных теоретиков. Таким образом, попытки объяснить существование физического вещества с необходимостью приводят к признанию существования тонкоматериального мира. Правда, сами ученые так не считают. Но если придерживаться критерия, что в нашем физическом трехмерном мире мы можем иметь дело только с трехмерными объектами, то тонкоматериальная природа одномерных струн не вызывает сомнений.