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

Кадры для четвертого срока Кадры для четвертого срока

Ядро новой экономической команды Путина

Эксперт
Я тебя тоже нет Я тебя тоже нет

Побывав продолжительное время и в отношениях, и в гордом одиночестве, редактор-обозреватель L’Officiel Павел Вардишвили утверждает, что любовь в большом городе умерла как биологический вид. Ее заменили Tinder, оргии и фасадные браки. А выживет в этом Содоме лишь дружба, но — обязательно! — против кого-то.

L’Officiel
Фавориты луны Фавориты луны

Большие белые акулы меняют стратегию своей охоты в зависимости от фаз луны

GEO
Человек, который умел считать Человек, который умел считать

Кто знает, как сложилась бы история Америки, если бы не Джордж Вашингтон

Дилетант
Учимся делать добро Учимся делать добро

Среди нас есть люди, которые занимаются благотворительностью не только под Рождество. Они несут добро и свет другим – по велению сердца. «Лиза» выяснила, что еще нужно для того, чтобы присоединиться к движению волонтеров

Лиза
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
Балетный роман Балетный роман

Кшесинская первой среди русских танцовщиц исполнила свои знаменитые 32 фуэте

Дилетант
Духовные скрепы cвятого Владимира Духовные скрепы cвятого Владимира

Что же завещал нам всем князь Владимир?

Дилетант
По своим правилам По своим правилам

Чтобы двигаться по жизни легко и уверенно, нужно выбрать правильное направление

Cosmopolitan
Прощай, Бранджелина! Прощай, Бранджелина!

Главной сенсацией прошедшего года стал развод самой яркой голливудской пары

Караван историй
Счастье вдруг Счастье вдруг

Певица и светская леди Миранда Мирианашвили и ее супруг бизнесмен Леонид Огарев много лет безуспешно пытались стать родителями. Но случилось чудо: с помощью суррогатного материнства Миранда в декабре стала мамой мальчика и девочки.

L’Officiel
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
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
Жили они долго и счастливо Жили они долго и счастливо

Брак Софи Лорен и Карло Понти называли уникальным, исключительным, самым прочным в истории кинематографа. История знает немало случаев, когда известный продюсер женился на красавице актрисе, по возрасту годящейся ему в дочери. Но Карло и Софи были единственными, кому удалось создать крепкую семью и жить долго и счастливо, как в сказке. Правда, как и в любой сказке, на пути к счастью их ожидали преграды, причем посерьезнее, чем классические козни злых фей.

GALA Биография
Заморская Задорожная Заморская Задорожная

Как познакомиться с девушкой в винотеке, рассказывает Настя Задорожная

Maxim
Нерядовой Райан Нерядовой Райан

Этой зимой вы увидите, как Райан Гослинг получит за мюзикл «Ла‑Ла Ленд» парочку статуэток.

GQ
Дары природы Дары природы

Це­лый ме­сяц ре­дак­тор Vogue сво­и­ми ру­ка­ми пек­ла хлеб, вы­жи­ма­ла мо­ло­ко из мин­да­ля и чуть бы­ло не за­ве­ла соб­ствен­ный ого­род. Сто­ит ли кра­со­та та­ких усилий?

Vogue
Птица вольная Птица вольная

После личной драмы в жизни Гвен Стефани наступила белая полоса

Cosmopolitan
Я тоже хочу Я тоже хочу

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

GQ
Да Винчи без кода Да Винчи без кода

Прошло почти пять столетий со дня смерти Леонардо да Винчи, но загадка его личности продолжает смущать умы. В нем видят то инопланетянина, то гостя из будущего, то вождя всемогущего тайного общества. Попробуем выяснить, на чем основаны все эти версии и есть ли в них хоть крупица правды.

GALA Биография
По моему хотению По моему хотению

Есть ли способ избежать неприятностей в путешествии? Конечно — вам поможет программирование реальности.

GQ
Владимир Зельдин. О войне, женщинах и секретах долголетия Владимир Зельдин. О войне, женщинах и секретах долголетия

10 февраля Владимиру Михайловичу Зельдину исполнилось бы 102 года.

Лиза
Жизнь и удивительные приключения Даниэля Дефо Жизнь и удивительные приключения Даниэля Дефо

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

Maxim
Деревянные небоскребы Деревянные небоскребы

«Бетонные джунгли» будущего могут снова стать деревянными

Популярная механика
Интервью — Клайв Кристиан Интервью — Клайв Кристиан

Основатель одноименной марки — о будущем нишевой парфюмерии, больших деньгах, любви к ароматам и новой коллекции Noble VII.

Numéro
Огонь, вода и нанотрубки Огонь, вода и нанотрубки

В Новосибирске идет работа, которая полностью изменит наше будущее

Популярная механика
Беспартийный сын «любимца партии» Беспартийный сын «любимца партии»

История жизни Юрия Ларина драматична и светла, характерна и уникальна

Дилетант
Встреч­ные тре­бования Встреч­ные тре­бования

Что об­ще­го у лю­дей, су­мев­ших по­стро­ить счаст­ли­вые от­но­ше­ния?

Glamour
Свое место в семье Свое место в семье

Телеведущая Тутта Ларсен нашла свою любовь, как это часто бывает, на работе. Правда, поначалу ей трудно было поверить, что именно этот мужчина – ее судьба.

Домашний Очаг
Основы мировой экономии Основы мировой экономии

Сколько бы ты ни зарабатывала, лишних денег, как известно, не бывает

Cosmopolitan
Открыть в приложении