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.

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 и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Именно женщины — главные хранительницы племенных традиций Именно женщины — главные хранительницы племенных традиций

Фотограф Тарик Заиди исколесил четыре континента благодаря десяткам экспедиций

GEO, июль'18
Плавательные шорты Плавательные шорты

К шор­там для пля­жа нужно от­не­стись так же вни­ма­тель­но, как к смо­кин­гу

GQ, июль'19
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, январь'17
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, февраль'17
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, февраль'17
Встреч­ные тре­бования Встреч­ные тре­бования

Что об­ще­го у лю­дей, су­мев­ших по­стро­ить счаст­ли­вые от­но­ше­ния? Ос­но­ва­тель­ни­ца ин­ста­грам-ак­ка­ун­та The Way We Met («Как мы по­зна­ко­ми­лись») Бруклин Шер­ман изу­чи­ла бо­лее 7000 ис­то­рий люб­ви и сде­ла­ла по­лез­ные выводы.

Glamour, февраль'17
Audi A5 Audi A5

Положа руку на сердце, мы бы не стали рекомендовать подержанный А5, с каким бы мотором он ни оказался. Родовых достоинств у него хватает, но едва ли они смогут перевесить широчайший спектр проблем, который возникает в процессе эксплуатации.

АвтоМир, январь'17
Просто добавь воды Просто добавь воды

Надо всеми Венециями (то есть обеими) тяготеет проклятие сезонности. Однако страшный сон отельера или туроператора — летом густо, зимой пусто — для путешественника сладок. В Венециях лучше всего зимой.

GEO, февраль'17
Вышел боком Вышел боком

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

Популярная механика, декабрь'16
Куликовская битва Куликовская битва

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

GQ, февраль'17
Выросла из штанов Выросла из штанов

Звез­да кли­пов «Ле­нин­гра­да» Юлия То­поль­ниц­кая иг­ра­ет од­ну из глав­ных ро­лей в но­вом сит­ко­ме СТС «Вы все ме­ня бе­си­те». Хо­ро­шо, что в жиз­ни са­мой ак­три­сы раз­дра­же­нию ме­ста не остается.

Glamour, февраль'17
Агата Муцениеце: нужно просто не хотеть замуж Агата Муцениеце: нужно просто не хотеть замуж

Мы поговорили со звездой комедийного сериала «Гражданский брак» о семье, отдыхе и хорошем настроении.

Лиза, январь'17
Чужая тайна Чужая тайна

Еще вчера малыш радостно делился своими новостями. Но внезапно от былой искренности не осталось и следа: ребенок больше не хочет быть с вами откровенным. Как его разговорить и нужно ли это делать?

Добрые советы, февраль'17
15 мыслей Джима Джармуша 15 мыслей Джима Джармуша

У иконы независимого кино 16 февраля выйдет «Патерсон» — фильм про водителя автобуса, который пишет стихи и долго вглядывается в водопад. GQ поговорил с Джармушем о вдохновении, демографии и технике правильного удара кулаком.

GQ, февраль'17
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, январь'17
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, февраль'17
Coverstory. «Скверные девчонки» Coverstory. «Скверные девчонки»

Яна Лукина разбиралась, из каких печалей и радостей нынче состоит житие стандартной «скверной девчонки» мирового шоу-бизнеса. Преимущественно на примере калифорнийской актрисы Кристен Стюарт, о которой в этом сезоне будут говорить все.

SNC, февраль'17
Доктор едет, едет Доктор едет, едет

Бывшие финансовые консультанты создали Uber для вызова врачей.

Forbes, февраль'17
Птица вольная Птица вольная

После личной драмы и сложного развода в жизни Гвен Стефани наступила белая полоса. Певица выпустила хитовый альбом This Is What the Truth Feels Like, встретила новую любовь и провела успешный гастрольный тур. Кажется, она совершенно счастлива.

Cosmopolitan, январь'17
Духовные скрепы cвятого Владимира Духовные скрепы cвятого Владимира

На торжественном открытии памятника киевскому князю Владимиру российский президент Владимир Путин призвал сограждан «противостоять современным вызовам и угрозам, опираясь на духовные заветы». Как следовало из контекста речи, в первую очередь имелись в виду заветы его равноапостольного тезки. Что же завещал нам всем князь Владимир?

Дилетант, январь'17
Системное образование Системное образование

Технологии машинного обучения и нейросети в 2016 году пришли в потребительские сервисы.

Forbes, февраль'17
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, февраль'17
Арам Мнацаканов Арам Мнацаканов

Как стать лучшим ресторатором Санкт-Петербурга, открыть один из самых успешных итальянских ресторанов в Москве, обзавестись именным заведением в Берлине — и при этом жить исключительно в свое удовольствие.

GQ, февраль'17
Если прелюдия затянулась Если прелюдия затянулась

Миллионы женщин откладывают рождение детей на будущее и становятся бесплодными. На помощь им приходит маркетинг.

Forbes, февраль'17
Porsche 911 Porsche 911

Автомобили из ценовой категории «кому за сто» разумом и расчетом не покупают. Их берут сердцем и эмоциями, когда надежность и стоимость ТО особенно не важны. Porsche 911 – классический тому пример. Кстати, а с надежностью у него оказалось все окей.

АвтоМир, январь'17
Girl Talk. Юлия Никифорова Girl Talk. Юлия Никифорова

День святого Валентина! Подборку сладких парочек вам покажут женские форумы, советы о том, как сохранить отношения, прочитаете в нашей рубрике «Досье», пожаловаться на одиночество можно в фейсбуке. А SNC побалует вас беседой о разводах. На разговор мы вызвали самого длинноногого адвоката Москвы Юлию Никифорову: вторую десятилетку она «разводит» состоятельные рублевские пары. Но и для тех, кто не с Рублевки, тут есть дельные советы.

SNC, февраль'17
Партия Аиды Партия Аиды

Уро­жен­ка Ка­за­ни два­дца­ти­де­вя­ти­лет­няя со­пра­но Аида Га­ри­фул­ли­на бли­ста­ет в Ве­не, де­бю­ти­ру­ет в Москве и с по­мо­щью ин­ста­гра­ма уве­рен­но пе­ре­во­дит опе­ру в раз­ряд ак­ту­аль­но­го ис­кус­ства XXI века.

Vogue, февраль'17
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, февраль'17
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, февраль'17
Балетный роман Балетный роман

Матильда Феликсовна Кшесинская в конце ХIХ — начале ХХ века стала признанной звездой Императорского Мариинского театра. Она первой среди русских танцовщиц исполнила свои знаменитые 32 фуэте. Но интерес к ее биографии так и остался бы уделом узкого круга балетоманов, если бы не ореол вымыслов и сенсаций, который всегда окружал балерину. Чего только стоят данные ей многочисленные эпитеты: «черноглазая дьяволица балета» и «мадам Эпатаж», «фельдмаршал балета» и «профессиональная царская любовница», «принцесса «Лебединого озера» и даже «русская Мата Хари».

Дилетант, январь'17