А может, трудности с гравитацией происходят из-за того, что у нее принципиально иная природа и не стоит пытаться «упихать» ее в один пакет с другими силами?

С помощью частиц, разогнанных на ускорителях, мы можем сегодня зондировать расстояния вплоть до 10-16 – 10-17 сантиметра, что намного порядков отстоит от планковского предела Предполагать, что на всем этом интервале останется верным закон тяготения Ньютона-чрезвычайно смелая гипотеза. А если закон другой, то и расстояние до «дна мира» будет иным. Оно может располагаться значительно ближе. Так будет, если размерность пространства уже на сравнительно небольших длинах будет больше трех, тогда сила гравитационного притяжения при переходе к малым расстояниям будет более крутой и сравняется с электромагнитной на большем расстоянии.

Можно показать, что в пространстве, у которого п дополнительных координатных осей, гравитация изменяется с расстоянием как 1/r2+n (пусть простит читатель – все же не удалось обойтись без простенькой формулы!). В частности, если пространство девятимерное, то, как предсказывает Стандартная модель, гравитационная и электромагнитная силы станут одного порядка величины уже при 10-17 – 10-18 сантиметра, а отклонения от ньютоновского закона тяготения станут заметными уже на вполне доступных нам расстояниях. И если верить общей теории относительности, то тут, в сильных полях тяготения, нас ждет масса удивительных явлений, которые мы обычно рассчитываем наблюдать лишь в космических процессах.

Но тогда почему мы не видим экстраразмерностей в электромагнитных и сильных взаимодействиях?

Для того чтобы свести концы с концами, нужно предположить, что только гравитационное поле чувствует экстраразмерности, а все остальные поля живут в обычном трехмерном пространстве. Казалось бы, гипотеза, взятая «с потолка». Однако у нее есть глубокие основания. Математические эксперименты с многомерными пространствами показали, что при определенных условиях пространство теряет однородность и в нем могут образовываться выделенные по своим свойствам объекты с меньшей размерностью- нечто вроде прожилок и мембран-пленок в прозрачном киселе. Частицы, попавшие в такую пленку, будут двигаться в ней, не выходя наружу. Они чувствуют размерности лишь своего мира, не замечая внешних. Исключение – волны гравитационного поля. Они свободно переходят через границы мембраны и живут в более сложном пространстве. Один из авторов такой теории приводит в качестве иллюстрации биллиардные шары на жестком столе. Они катаются по его двумерной поверхности, не замечая третьего измерения, а волны звука, образующиеся при их столкновениях (это – аналог всепроникающего гравитационного поля), распространяются по всем трем направлениям.

Объяснение того, каким образом в многомерном пространстве с шестью или с семью экстраразмерностями «выкристаллизовываются» трехмерные миры-мембраны, увело бы нас в математические джунгли теории квантовых струн, различных способов компактификации (свертки) лишних измерений, топологических особенностей экстраразмерностей и прочих очень трудных и абстрактных проблем. Поэтому поставим здесь точку, отметив с завистью, что есть люди, которые во всем этом хорошо разбираются!

Если же оставаться на уровне наглядных аналогий, то следует вспомнить, что абсолютно пустого пространства не бывает. Вакуум только кажется нам пустотой, на самом же деле это – одно из состояний материи и, как считают физики, самое основное. Мы не ощушаем его, подобно тому как плавающие на десятикилометровой глубине рыбы не чувствуют царящего там чудовишного давления. Образование трехмерных мембран в однородном пространстве-вакууме напоминает выкристаллизовывание прожилок золота в толще горной породы. Электрически заряженные частицы перемешаются вдоль таких же токопроводящих прожилок, оставаясь изолированными от окружающего вещества. Более того, при определенных условиях ток распространяется лишь по поверхности проводника, не попадая внутрь. Теория мембран подсказывает, что мы сами и все окружающие нас материальные тела также движемся по поверхности специфических вакуумных прожилок в девятимерном океане пространства.

В заключение отметим лишь еще одно поразительное следствие гипотезы о сильной гравитации. В девятимерном пространстве по соседству могут располагаться несколько не пересекающихся трехмерных миров- мембран. Не касаясь друг друга, они, тем не менее, связаны общим гравитационным полем, и между ними может быть установлена связь. Некоторые миры могут быть близнецами с нашим, физические свойства других – набор элементарных частиц, величина их зарядов и размеры атомов, если они там есть, – могут быть совершенно иными.

В одной из своих книг отец кибернетики Норберт Винер писал о том, что в будущем человечество будет путешествовать по Вселенной, отправляя и восстанавливая в каком-либо ее отдаленном уголке закодированную в световых лучах матрицу человека. Но еще более впечатляющим было бы путешествовать в параллельные миры, перепрыгивая с помощью кодированных гравитационных волн-матриц через пропасти невидимых пространственных измерений. Не зря говорят, что научные теории зачастую бывают удивительнее любых фантастических романов!

Ответ на вопрос, существует ли нарушающая закон Ньютона сильная гравитация, будет получен уже в ближайшие годы. Энергия, которую уносят гравитационные волны, нарушает баланс энергии в трехмерном пространстве, и это можно заметить в опытах: суммарная энергия частиц после их взаимодействия должна быть меньше начальной. В обычных условиях искажение электромагнитных и ядерных взаимодействий гравитацией неизмеримо мало, но если верна обсуждаемая теория, то вблизи 10-17 сантиметров эти искажения станут уже доступны нашим приборам и их можно будет зафиксировать в опытах на строящемся вблизи Женевы Международном центре ядерных исследований, самом крупном в мире ускорителе частиц. Предел достижимых с его помощью расстояний как раз равен 10-17 сантиметрам. Трудности экономической перестройки задержали строительство мошного ускорителя протонов в Институте физики высоких энергий вблизи Серпухова, с его помощью также можно было бы подобраться к области сильной гравитации.

Владислав Сурдин

Многие годы мы слышали о Туринской плащанице, но мало кто представлял себе грандиозный масштаб развернувшейся вокруг нее дискуссии. Теперь эта проблема живо обсуждается и в нашей стране: организован Российский центр Туринской плащаницы, только за последние месяцы опубликовано несколько пространных статей в серьезных и несерьезных изданиях, телевидение посвящает этой теме свои программы. В фокусе Туринской плащаницы скрестились многие научные, исторические и богословские проблемы. Однако среди них пока нет проблем астрономических.

Кто же дал право вступать в дискуссию мне, астроному?

Это право дает мне любовь к науке и желание поддержать у моих сограждан чувство здравого смысла.

Мне странно слышать от авторов некоторых выступлений о стремлении ученых отмахнуться от проблемы Туринской плащаницы, о неспособности науки разгадать природу этого исторического памятника. Разумеется, все это не так: любой документ XIV века (и уж тем более I века!) бесконечно ценен для науки, для истории культуры. Именно поэтому так придирчиво стремятся ученые установить его подлинность. Установить истинную, а не мифическую историю Туринской плащаницы – цель научного исследования. К сожалению, этот памятник культуры в полной мере так и не попал в руки ученых. Но и то немногое, что уже удалось сделать квалифицированным исследователям, некоторые «комментаторы» упоминают вскользь или с явными искажениями.