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

Пистолет Лебедева Пистолет Лебедева

Новинка концерна «Калашников» – пистолет Лебедева ПЛ-15

Популярная механика
Вышел боком Вышел боком

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

Популярная механика
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
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
В мастерской — Евгений Антуфьев В мастерской — Евгений Антуфьев

Лабиринты, бабочки, ножи, секретные комнаты, мягкие маски, скифские скульптуры и этрусская лотерея: чтобы узнать, как создается огромная и таинственная вселенная художника Евгения Антуфьева, Numéro отправился к нему в мастерскую. Как оказалось, одну из многих.

Numéro
Огонь, вода и нанотрубки Огонь, вода и нанотрубки

В новосибирском Академгородке уже второй год идет работа, которая полностью изменит наше ближайшее будущее.

Популярная механика
Я тоже хочу Я тоже хочу

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

GQ
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
Душевное чаепитие Душевное чаепитие

В подмосковном Звенигороде не только самые звонкие колокола, но и самый «сладкий» музей с потрясающей историей.

Лиза
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
Вечерние грезы Альфонса Мухи Вечерние грезы Альфонса Мухи

Альфонс Муха обладал редким даром превращать в произведение искусства все, к чему прикасался, – будь то рекламные плакаты, обложки журналов, посуда или другая домашняя утварь. Его картины вызывали восхищение, он создал свой собственный стиль, которому и сегодня подражают художники всего мира, а история его жизни стала идеальной иллюстрацией того, как много значит Случай в судьбе человека.

GALA Биография
Если прелюдия затянулась Если прелюдия затянулась

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

Forbes
Нерядовой Райан Нерядовой Райан

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

GQ
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
Продолжению «Гардемаринов» быть! Продолжению «Гардемаринов» быть!

Этот проект находится в работе уже четвертый год. Дмитрий уверен, что картину ждет успех, ведь сейчас самое время для ее выхода.

Лиза
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
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
Сбежа­ли из дворца Сбежа­ли из дворца

Полто­ра года на­зад у прин­ца Уилья­ма и Кейт Миддл­тон ро­ди­лась дочь Шарлот­та. С тех пор ее по­чти ни­кто не ви­дел — прин­цес­са жи­вет с ро­ди­те­ля­ми и бра­том в ан­глий­ской глу­ши. Деревен­ский воз­дух и от­сут­ствие лон­дон­ско­го све­та идут все­му се­мей­ству толь­ко на пользу.

Tatler
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
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
«Старушка с моторчиком» «Старушка с моторчиком»

Героини Татьяны Ивановны Пельтцер, «главной бабушки советского кино», выделялись «озорной жизнестойкостью». Актриса и в жизни была «самой счастливой старухой» – так она сама себя называла. Она действительно умела быть счастливой.

GALA Биография
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
Свой путь Свой путь

Умница и красавица Ольга Карпуть продолжает плыть против течения. Пока другие проклинают тьму, сетуя на кризис, владелица замечательного мультибрендового бутика КМ20 зажигает свечу, расширяя бизнес.

L’Officiel
Евгений Давыдович Евгений Давыдович

Генеральный директор «Связного» об управлении компанией в кризис, эффективном маркетинге и безупречном сервисе.

GQ
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
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
17 имен 2017 года 17 имен 2017 года

Мы не можем предсказать все сюрпризы, которые готовит нам будущий год. Но точно знаем, за кем стоит следить с особым вниманием. 17 героев из мира моды, кино, музыки и искусства, выбранных редакцией Numéro, пока известны в относительно узких кругах — но именно они определят лицо мира, в котором мы будем жить в 2017-м.

Numéro
Интервью — Клайв Кристиан Интервью — Клайв Кристиан

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

Numéro
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
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
Открыть в приложении