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

Перестройка Горбачевой Перестройка Горбачевой

Ирина Горбачева получила «Золотого орла» и сыграла в фильме «Тренер»

Esquire
Ода другому месту Ода другому месту

Рассказ Кати Пицык

Esquire
Фавориты луны Фавориты луны

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

GEO
Деревянные небоскребы Деревянные небоскребы

«Бетонные джунгли» будущего могут снова стать деревянными

Популярная механика
Стас Пьеха. Быть собой Стас Пьеха. Быть собой

Возможно, история Стаса Пьехи поможет кому-то не совершить его ошибок

Караван историй
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
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
Огюст и Жан Ренуары. Любовь по наследству Огюст и Жан Ренуары. Любовь по наследству

Как складывались жизни художника Пьера Огюста Ренуара и его сына Жана

Караван историй
Заморская Задорожная Заморская Задорожная

Как познакомиться с девушкой в винотеке, рассказывает Настя Задорожная

Maxim
Порнометражный фильм Порнометражный фильм

После победы на выборах Дональд Трамп принес порноиндустрии колоссальную выручку

Правила жизни
Сергей Карякин Сергей Карякин

Сергей Карякин – о шахматах, о себе и о своем главном сопернике

Maxim
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
Mercedes E-Class All-Terrain Mercedes E-Class All-Terrain

Компания из Штутгарта выводит на рынок свой первый универсал повышенной проходимости. Что сможет противопоставить новичок корифеям жанра?

АвтоМир
10 самых знаменитых мысленных экспериментов 10 самых знаменитых мысленных экспериментов

Понятие мысленного эксперимента ввёл в начале ХХ века австрийский физик Эрнст Мах. Он имел в виду прежде всего предварительное проигрывание в воображении реального эксперимента. Мах считал, что с помощью фантазии можно вводить любые условия опыта, вплоть до совершенно абсурдных, и это даёт возможность рассмотреть все варианты результата.

Мир Фантастики
Степь внутри Степь внутри

Мы научились одеваться и вести себя как настоящие европейцы. Что же делать со своей тягой к русскому разгулу?

GQ
Mazda3 – Toyota Corolla. Разум и чувства. Mazda3 – Toyota Corolla. Разум и чувства.

Во времена, когда при выборе автомобиля люди все чаще руководствуются рациональными доводами, приходится забыть о спонтанности. Или нет?

АвтоМир
Заходите, гости дорогие Заходите, гости дорогие

Транзитный потенциал России сильно недооценивается. Власти пытаются поправить ситуацию малыми силами. Однако этих усилий пока недостаточно.

АвтоМир
«Золотой сы-ы-ыр» – 2016 «Золотой сы-ы-ыр» – 2016

Фотографии получившие награды в различных фотоконкурсах 2016 года

Maxim
Skoda Kodiaq Skoda Kodiaq

Самые интересные на свете вещи – те, которые большинству кажутся поначалу правильными и скучными до зубовного скрежета. Так и Kodiaq – его некоторые уже успели обругать за чрезмерную практичность. Но зря, ох, зря!

АвтоМир
Завтра лучше, чем вчера Завтра лучше, чем вчера

Россия одной из первых в мире стран начала разрабатывать программы экологического образования, ставшего предтечей образования в интересах устойчивого развития (ОУР). Однако сегодня мы находимся на периферии общемировых образовательных трендов.

РБК
Аллах на Острове Свободы Аллах на Острове Свободы

На Кубе все больше приверженцев ислама, однако их число не станет преобладающим.

GEO
Виньетка ложной сути Виньетка ложной сути

Иван Глушков восхищается великим искусством высокохудожественного вранья.

GQ
На клеточном уровне На клеточном уровне

Биолог и японист на основе анализа живых клеток придумали, как и где следует размещать рекламу.

Forbes
Михаил Волков Михаил Волков

Генеральный директор «Ингосстраха» Михаил Волков – о железной дисциплине, вечном движении вперед и о том, как застраховать свой бизнес от рисков (спойлер: никак).

GQ
Полет нормальный Полет нормальный

Двадцать шесть лет, год в статусе премьера Большого театра. Все главные роли в основных балетах страны – его: Спартак, принц Зигфрид и Роберт в «Лебедином озере», Курбский в «Иване Грозном», Хозе в «Кармен-сюите». Денис Родькин рассказал «Снобу» о конкуренции, отношении к творческим неврозам и имиджу в соцсетях.

СНОБ
Майн кайф Майн кайф

Гитлер был не только вегетарианцем, но и самым настоящим наркоманом

Maxim
Личное пространство и брак Личное пространство и брак

Счастливая семейная жизнь часто представляется как долгожданная возможность быть всегда рядом, делить друг с другом быт и отдых, ощущать близость и единение, особенно в период ожидания ребенка. В этом и заключается ценность и значимость совместной жизни. Но почему тогда время от времени супруги начинают раздражать друг друга и возникает желание побыть хоть немного без второй половины? Все дело в личном пространстве, которое необходимо и мужчине, и женщине.

9 месяцев
Себастьян Хафнер: зябко, стыдно и освобожденно Себастьян Хафнер: зябко, стыдно и освобожденно

Книга Себастьяна Хафнера о предвоенной Германии «История одного немца» была написана в 1938-м, а вышла только в 2000-м, став сенсацией. Сегодня она доступна и на русском благодаря переводу Никиты Елисеева, который рассказал «Снобу», почему россиянам ее нужно читать обязательно.

СНОБ
Мы, ни­жеподписавшиеся Мы, ни­жеподписавшиеся

Блогерка Соня Есьман о фолловерах и работе над стилем

Glamour
Нежный возраст Нежный возраст

Еще вчера нежный и послушный, ребенок внезапно стал конфликтным и неуправляемым? В вашей семье начинается непростой “подростковый период”. Как пережить его с минимальными потерями?

Добрые советы
Открыть в приложении