Вселенная в зеркале заднего вида

Внутри нейтронной звезды соблюдается тонкое равновесие между чудовищной гравитацией звезды и давлением вырождения нейтронов. Стоит вынести оттуда нейтроны, и все летит в тартарары. Нет гравитационного давления, чтобы притискивать нейтроны друг к другу, а при этом не надо забывать, что нейтроны находятся в условиях температур в миллионы градусов. Давление газа, мягко говоря, очень велико. Даже если бы вам удалось при помощи телепортатора переместить вещество нейтронной звезды в трюм звездолета, внезапное падение давления привело бы к тому, что газ расширился бы мгновенно, наподобие взрыва. Прикинем объем грузового отсека вашего корабля[91] — он должен быть довольно вместительным — и получим, что чайная ложка чистых высококачественных нейтронов создаст давление примерно в миллион раз больше нормального атмосферного и плотность примерно в 10 миллионов раз больше плотности скалы. Так что, когда будете телепортировать в грузовой отсек вещество нейтронной звезды, сами туда не становитесь. Очень вас прошу.

Если предположить, что расширение нейтронов не сразу разорвало корабль в клочки, худшее еще впереди. Внутри нейтронной звезды давление вырождения мешает нейтронам делать то, к чему их вечно тянет, то есть распадаться. Если нейтрон входит в состав ядра атома, он может продержаться очень долго, но сами по себе они не то чтобы долгожители, по крайней мере по нашим человеческим меркам. По сравнению со многими субатомными частицами, которые живут всего одну миллиардную секунды, а то и меньше, десятиминутная жизнь нейтрона необычайно продолжительна. А по истечении этих 10 минут (в среднем) нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино, которое в обычных обстоятельствах невозможно зарегистрировать.

Думаете, это не играет никакой роли? Ошибаетесь. Мы наконец-то готовы призвать на помощь формулу E = mc². В случае распада нейтрона примерно 0,08 % массы в процессе преобразуется в энергию — на первый взгляд всего ничего, но помножьте эту величину на чайную ложку вещества нейтронной звезды, и у вас получится столько энергии, сколько Солнце испускает за 2–3 секунды.

Распад нейтронов высвобождает энергию, эквивалентную триллиону мегатонн ядерного заряда. Для сравнения, первые атомные бомбы обладали мощностью около 200 килотонн. Ваша чайная ложечка нейтронов с легкостью уничтожит жизнь на Земле. Поздравляю, вы телепортировали на свой звездолет атомную бомбу без предохранителя.

Всего вам самого наилучшего.

Глава девятая. Хиггс

В которой мы исследуем происхождение массы и разберемся, почему заниматься физикой — это вам не марки коллекционировать

Мы можем наблюдать галактики, расположенные в миллиардах световых лет от нас, и регистрировать микроскопические частицы, живущие всего крошечную долю секунды. Мы способны разорвать гравитационные узы Земли и уже через считаные месяцы разработаем трусы, которые не впиваются между ягодиц. По-моему, наука движется вперед семимильными шагами. А вы как считаете?

Но все же наука иногда увлекается всякого рода перечнями. Известный анекдот гласит, как Энрико Ферми (лауреат Нобелевской премии за 1938 год) беседовал как-то со своим учеником Леоном Ледерманом (который и сам получил Нобелевскую премию в 1988 году)[92], и Ледерман спросил Ферми о какой-то частице, на что Ферми ответил:

Ах, молодой человек, знал бы я все названия частиц, был бы ботаником[93]!

Физика частиц — она как промышленная революция: прогрессирует исключительно благодаря тому, что кто-то заметил, что большое и сложное состоит из мелких деталей, а те — из неделимых частей. Всего из нескольких сотен разных изотопов можно создавать буквально миллионы разных молекул. А атомы в конечном итоге сделаны всего из трех частиц: протонов, нейтронов и электронов. Глубоко ли уведет эта кроличья нора?

Если бы вселенная и вправду состояла всего из трех частиц, это была бы фантастика, однако по какой-то причине существует множество «элементарных» частиц, которые вроде бы особенно ничем не заняты. Например, на свете как минимум двенадцать разных фермионов и по меньшей мере пять разных типов бозонов, и у каждого свое состояние спина, своя античастица и т. д., так что всего получается 61 частица. Не говоря уже о буквально сотнях разнообразных составных частиц. У нас длиннющий список частиц и сил, однако на данный момент мы не представляем себе, откуда они вообще взялись.

Скоро все изменится.

Полное собрание частиц и сил получило название «Стандартная модель». Это одна из величайших побед человеческой мысли, и вам приятно будет узнать, что стандартная модель отнюдь не ограничивается перечислением частиц и их свойств.

Во всем этом заложена фундаментальная структура. И частицы, и силы — все они порождены симметриями.

В реальности реальность нереальна