В настоящее время Вселенная расширяется, и, как принято считать, ее эволюция началась с Большого взрыва. Огромное количество материи было сконцентрировано в очень малом объеме, и произошел взрыв. Затем последовало отделение вещества от электромагнитного излучения. Если исходить лишь кз соображений симметрии, то следовало бы сжидать появления равных количеств протонов и антипротонов. Однако наблюдаемая нами Вселенная абсолютно не соответствует подобным представлениям. «Посланцы» Галактики, первичные космические лучи, состоят целиком из ядер атомов, а не антиядер. Нет также никаких свидетельств в пользу наличия больших количеств антивещества в других галактиках; иначе происходила бы аннигиляция антивещества с веществом и мы наблюдали бы исключительно сильные источники гамма-излучения. Однако в действительности этого нет. Следовательно, в первые мгновения существования Вселенной должно было произойти нечто, вызвавшее резкую асимметрию между веществом и антивеществом.
Массивные лептокварки, рассматриваемые в теориях Великого объединения, могли сыграть решающую роль в этих событиях ранней Вселенной (подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. 6). Оказывается также, что другим необходимым для этого ингредиентом является наличие по крайней мере трех пар кварковых ароматов и также трех пар лептонных ароматов. Таким образом, «расточительство» природы, создавшей столько «ксерокопий», хотя и представляется нам сегодня совершенно бесполезным, может получить разумное объяснение. Только в том случае, если окажется, что имеется более шести ароматов кварков и лептонов, можно с уверенностью утверждать, что мы существуем в лучшем из всех возможных миров. В противном случае наш мир оказывается единственно возможным!
Теперь вновь вернемся к мюону. Мы в самом деле не понимаем., ддя чего он существует; нам приходится лишь строить догадки относительно того, что такие «лишние» частицы, по-видимому, были «необходимы», если Вселенная должна была развиваться именно так, как это реально имело место. 15 млрд. лет назад мюон, подобно другим «лишним» лептонам и кваркам, должен был служить одним из «кирпичиков» звезд; сегодня он — всего лишь реликт. Любопытно, однако, знать, что если бы мюон отсутствовал, то мы тоже, вероятно, не могли бы существовать! Развитие Вселенной при наличии только и-и d-кварков, а также лептонов еи veшло бы с соблюдением полной симметрии между веществом и антивеществом. Число протонов и нейтронов составляло бы лишь крошечную долю реально существующих сейчас, и, возможно, жизнь в известной нам форме вообще не могла бы развиваться.
Отметим в заключение, что попытка углубиться внутрь протона, предпринятая впервые около 50 лет назад, привела нас к весьма странной картине. В ней нашли свое место такие объекты, как кварки и глюоны, которые по самой их природе нельзя наблюдать как свободные частицы. И что еще более существенно, эта попытка привела нас к необходимости познания взаимосвязи между фундаментальными структурными составляющими материи и их взаимодействий между собой. На этом пути мы «приобрели» ряд новых частиц, которые, как нам кажется, не имеют смысла в современном мире. Каждый возникающий в процессе этого познания вопрос получал свое решение, но при этом рождались новые вопросы; рамки наших интересов расширились — от изучения чрезвычайно малой области внутри протона и нейтрона мы перешли к глубоким космологическим проблемам происхождения и эволюции нашей Вселенной.
Мне кажется целесообразным закончить эту главу цитатой из Вольтера, который высказывался почти по всем вопросам. Хотелось бы думать, что в приведенной здесь цитате он имел в виду физиков, пытающихся описать внутреннюю структуру протоназ «Философы, занятые тайнами строения мироздания, похожи на наших путешественников, которые, побывав в Константинополе, пускаются в рассуждения о Серале. Они видели только то, что снаружи, но претендуют на знание того, как поступает султан со своими наложницами» (Вольтер, «Философские письма», 1766),
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.