Микроскопические частицы с невообразимой энергией проделывают путь в миллионы световых лет, чтобы сбить астрономов с толку. Никто не знает наверняка, что произвело их на свет: дефекты в ткани пространства-времени, бьющие из черных дыр фонтаны плазмы или распад темной материи.

GEOСтиль жизни

Наука

Пули ниоткуда

Микроскопические частицы с невообразимой энергией проделывают путь в миллионы световых лет, чтобы сбить астрономов с толку. Никто не знает наверняка, что произвело их на свет: дефекты в ткани пространства-времени, бьющие из черных дыр фонтаны плазмы или распад темной материи.

Текст: Борислав Козловский

Если бозон Хиггса, который открыли недавно физики на Большом адронном коллайдере, называют «частицей Бога», то эту частицу, прилетевшую из неизвестной точки космоса, — частицей «о-боже-мой». Она ворвалась в атмосферу над американским штатом Юта ночью 15 октября 1991 года — и с тех пор ее появление пытаются хоть как-то объяснить.

Частица весила в триллион раз меньше бактерии и была в триллион триллионов раз легче копеечной монеты. По косвенным признакам это был протон — ядро водорода, самого легкого из атомов. Но при такой ничтожной массе частица «о-боже-мой» обладала энергией автоматной пули на излете, все еще способной убить человека. Или, если воспользоваться более привычными для ученых величинами, ее энергия была примерно в миллион раз больше, чем у самых быстрых частиц, которые физики разгоняют в Большом адронном коллайдере.

То есть где-то в космосе работает коллайдер в миллион раз мощнее.

Одна-единственная быстрая частица высоко над Землей сталкивается с молекулами воздуха. Новые частицы в результате столкновений рождаются тысячами и тысячами. Теперь уже они врезаются в молекулы. И на Землю обрушивается целый ливень из частиц

То, что Землю днем и ночью бомбардирует поток частиц из космоса, обнаружили чуть больше ста лет назад. В 1911-м будущий нобелевский лауреат Виктор Франц Гесс, забравшись на Эйфелеву башню с электрометром и полетав с ним же на воздушном шаре, пришел к неожиданному выводу: на высоте нечто ионизирует воздух в разы сильнее, чем у поверхности Земли. Тогда было модно считать, что за всем непонятным стоят разные невидимые лучи (только что были открыты рентгеновское излучение и радиоактивность, такая же невидимая), поэтому Гесс недолго думая приписал замеченный им эффект «космическим лучам». Как выяснилось позднее, в большинстве своем это были все-таки не лучи, а элементарные частицы всех сортов и видов.

Источник существенной доли частиц, возбуждающих атмосферу, — Солнце. Когда от него отрывается кусок плазмы и летит в сторону Земли, это оборачивается проблемами со спутниковой связью и мощными полярными сияниями. Но астрофизики давно выяснили, что довольно много космических частиц прибывают к нам из других галактик.

Космос большой, поэтому естественно предположить, что в нем есть небесные тела «на любой вкус и цвет». Чем дальше в лес, тем больше невиданных диковин, которые бьют во все стороны фонтанами экзотической материи. Так почему бы брызгам этих фонтанов не долетать до Земли? Если есть атомные ядра с энергией пули, то отчего бы время от времени в атмосферу не врываться и атомным ядрам с энергией Тунгусского метеорита?

Физики-теоретики из США и СССР 50 лет назад, не сговариваясь, доказали, почему это невозможно — и почему, в частности, частица «о-боже-мой» тоже не должна существовать. Само устройство космоса кладет предел энергиям частиц, способным прорваться к Земле с другого конца Вселенной. У них на пути есть неожиданное препятствие — древнее излучение, которое называют реликтовым и которое заполняет собой весь космос. Когда-то это был свет, испущенный еще бесформенной материей всего через 380 тысяч лет после Большого взрыва. За 13,8 миллиарда лет, прошедших с момента рождения Вселенной, свет успел превратиться в слабые невидимые микроволны. Однако эти микроволны есть в каждом кубическом сантиметре пространства, и сверхбыстрые частицы, взаимодействуя сними, растрачивают свою сверхэнергию прежде, чем доберутся до нас. Этот эффект называют пределом Грайзена-Зацепина-Кузьмина (сокращенно ГЗК). Или, поскольку невозможные частицы все-таки существуют, парадоксом Грайзена-Зацепина-Кузьмина. Их не должно быть, а они есть.

Из парадокса сделали вывод, что Вселенная — компьютерная симуляция

Пытаясь объяснить этот парадокс, трое физиков-теоретиков из США и Германии в 2012 году даже опубликовали работу, где на полном серьезе доказывали, что ГЗК — одно из свидетельств того, что мы живем внутри компьютерной симуляции. Мол, реши кто-нибудь создать модель Вселенной на суперкомпьютере, он вынужден был бы под каким-нибудь предлогом ввести в эту модель именно такие ограничения на энергию частиц — иначе вычисления очень усложнятся. И, видимо, исключения из правил вроде частицы «о-боже-мой» — это пыль в глаза для жителей смоделированной ненастоящей Вселенной.

Но если все-таки считать нашу Вселенную реальной, то с исключениями из правил придется разбираться по законам физики. Одна лазейка тут остается, объясняет Михаил Зотов из Лаборатории космических лучей предельно высоких энергий МГУ. Парадокс ГЗК сформулирован для частиц, прилетевших с другого края Вселенной. А для ближайших окрестностей нашей галактики такого запрета нет. Значит, источник частицы «о-боже-мой» стоит поискать у нас под боком. С точки зрения космологов, «под боком» — это в сфере радиусом 160 миллионов световых лет. По сравнению с диаметром видимой Вселенной в 93 миллиарда световых лет это и вправду мало.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Крис Пратт Крис Пратт

Интервью с Крисом Праттом

L’Officiel
Куликовская битва Куликовская битва

Создатель народного «Глухаря» Илья Куликов не любит внимание, но согласился рассказать GQ, каково быть единственным шоураннером на российском ТВ.

GQ
Самый умный Самый умный

Барселона все ближе к своей цели — стать самым умным городом на планете

GEO
Духовные скрепы cвятого Владимира Духовные скрепы cвятого Владимира

Что же завещал нам всем князь Владимир?

Дилетант
Деревянные небоскребы Деревянные небоскребы

«Бетонные джунгли» будущего могут снова стать деревянными

Популярная механика
Пифия ХХ века Пифия ХХ века

В Новый год и не только нас волнуют чудеса – исцеления, предсказания будущего, общение с духами. Поэтому всеобщий интерес вызывают люди, которые будто бы занимались всем этим. Такие, как болгарская знахарка Вангелия Гуштерова, больше известная как баба Ванга.

GALA Биография
Повелитель фантазий Повелитель фантазий

Про Гофмана мы вспоминаем каждый Новый год, когда эфир наполняют мелодии из «Щелкунчика». Но вклад этого советника юстиции в мировую литературу куда значительней истории о девочке Маше (по-настоящему Марихен) и ее зубастом кавалере.

GALA Биография
Мы стро­и­ли, строили… Мы стро­и­ли, строили…

Два года на­зад жур­нал AD вме­сте с бюро “Однушеч­ка” взял­ся за бла­го­тво­ри­тель­ный про­ект и офор­мил квар­ти­ру для вы­пуск­ни­ка дет­ско­го дома. Вот что из это­го вышло.

AD
Огонь, вода и нанотрубки Огонь, вода и нанотрубки

В Новосибирске идет работа, которая полностью изменит наше будущее

Популярная механика
Ева Польна. От зимы спасают путешествия Ева Польна. От зимы спасают путешествия

Артист не должен быть в образе 24 часа в сутки, считает певица. И четко разделяет творческую жизнь и время на семью.

Лиза
Bзрос­лая неожиданность Bзрос­лая неожиданность

В со­рок одни про­дол­жа­ют тя­гать­ся в упру­го­сти кожи с два­дца­ти­лет­ни­ми, а дру­гие с лег­ко­стью го­во­рят мо­ло­до­сти: «Прощай!». «Татлер» ищет зо­ло­тую середину.

Tatler
Я тоже хочу Я тоже хочу

Зависть — не только вполне естественная реакция здоровой психики, но и главный двигатель прогресса и карьеры.

GQ
Сладкая тайна Алексея Абрикосова Сладкая тайна Алексея Абрикосова

История великого кондитера Алексея Абрикосова напоминает захватывающий детектив

Караван историй
Смех и не только Смех и не только

Ми­ла Ку­нис пред­по­чи­та­ет ко­ме­дии дра­мам и счи­та­ет де­тей пси­ха­ми

Glamour
Заморская Задорожная Заморская Задорожная

Как познакомиться с девушкой в винотеке, рассказывает Настя Задорожная

Maxim
Вышел боком Вышел боком

Асимметричный ледокол оказался в чем-то лучше традиционных «крушителей льда»

Популярная механика
Балетный роман Балетный роман

Кшесинская первой среди русских танцовщиц исполнила свои знаменитые 32 фуэте

Дилетант
Жизнь и удивительные приключения Даниэля Дефо Жизнь и удивительные приключения Даниэля Дефо

Жизнь Даниэля Дефо была, возможно, менее интересной, чем приключения его героя

Maxim
Игра года Игра года

Встречайте. Семь лучших игр – по версии «Игромании».

Игромания
Полеты в кино и наяву Полеты в кино и наяву

Когда Харрисон Форд рассказывает, что в детстве даже не помышлял о карьере в кино, а в молодости был известен в Голливуде не как актер, а как плотник с золотыми руками, невольно представляешь себе потомственного фермера или рабочего, который вышел на сцену, чтобы укрепить расшатавшуюся половицу, да так и остался стоять в свете софитов, смущенно улыбаясь своей кривоватой улыбкой.

GALA Биография
Мелания Трамп Мелания Трамп

L’Officiel подготовил полное досье на Меланию Трамп — жену самого неоднозначного из президентов США Дональда Трампа. Мы расскажем, за что Меланию ругают американские дизайнеры, как она стала первой леди и на кого хочет равняться в этой непростой роли.

L’Officiel
Индустрия в 2016 году. Самое важное, что случилось в мире разработки игр Индустрия в 2016 году. Самое важное, что случилось в мире разработки игр

Конец года – время подводить итоги и делать прогнозы.

Игромания
Девушка с ружьем Девушка с ружьем

Ак­три­са Хей­ли Бен­нетт — од­на из тех, кто бу­дет за­да­вать мо­ду в Гол­ли­ву­де в бли­жай­шие де­сять лет. Звез­да «Ве­ли­ко­леп­ной се­мер­ки» — о том, как от­во­е­ва­ла се­бе ме­сто под солнцем.

Vogue
10 навыков, с которыми придется расстаться нашему телу 10 навыков, с которыми придется расстаться нашему телу

10 навыков, с которыми придется расстаться нашему телу

Esquire
Вольфганг Тильманс Вольфганг Тильманс

Проступающая под тонкой кожей вена на шее; двое безмятежно смеющихся друзей; городской пейзаж со снесенным зданием: фотографии Вольфганга Тильманса напоминали ленту инстаграма еще до его появления. Сейчас их автор — один из самых известных современных художников, а сами снимки, которые с 15 февраля можно увидеть на персональной выставке в Тейт Модерн, заставляют смотреть на себя снова и снова.

Numéro
Беспартийный сын «любимца партии» Беспартийный сын «любимца партии»

История жизни Юрия Ларина драматична и светла, характерна и уникальна

Дилетант
Наше величество Наше величество

Алексей Яблоков пытается вообразить, какой была бы февральская революция в 2017 году.

GQ
Killing Floor 2 Killing Floor 2

Группа людей, вооруженных автоматами, пытается выжить в лабиринте коридоров заброшенной лаборатории. Слышны звуки цепной пилы, топот десятков ног, рычание и вопли орды.

Игромания
Томная Нега Услады Томная Нега Услады

Юля Маргулис – чирлидерша из хоккейного сериала «Молодежка» на «СТС»

Maxim
Есть такое дело Есть такое дело

Девушки рассказали о мифах, которыми окружены их модные профессии

Cosmopolitan
Открыть в приложении