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

Неон-киллер Неон-киллер

Евгения Крегжде поразила нас в самое сердце

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
Фавориты луны Фавориты луны

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

GEO
Духовные скрепы cвятого Владимира Духовные скрепы cвятого Владимира

Что же завещал нам всем князь Владимир?

Дилетант
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
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
Сергей Карякин Сергей Карякин

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

Maxim
Первый на деревне Первый на деревне

Продавец косметики City Nature дважды менял бизнес-модель. Что сделало компанию успешной?

Forbes
По своим правилам По своим правилам

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

Cosmopolitan
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
Александра-детективъ Александра-детективъ

Исполнительница главной роли в сериале «Анна-детективъ» 23-летняя Александра Никифорова говорит, что во многом опирается на собственную интуицию, но, для того чтобы чувствовать, ей важно знать. Для того чтобы что-то узнать про себя, ей пришлось сменить несколько городов и несколько институтов, прежде чем убедиться в том, что она все делает правильно.

GALA Биография
Беспартийный сын «любимца партии» Беспартийный сын «любимца партии»

История жизни Юрия Ларина драматична и светла, характерна и уникальна

Дилетант
Ода другому месту Ода другому месту

Рассказ Кати Пицык

Esquire
Системное образование Системное образование

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

Forbes
Огонь, вода и нанотрубки Огонь, вода и нанотрубки

В Новосибирске идет работа, которая полностью изменит наше будущее

Популярная механика
Марина Зудина: «Когда Павел с нами, я счастлива, моя жизнь полнее» Марина Зудина: «Когда Павел с нами, я счастлива, моя жизнь полнее»

Супруга и сын Олега Табакова о плюсах и минусах громкой фамилии

Караван историй
Дальнобои останутся без работы? Дальнобои останутся без работы?

В России создана первая организация по разработке и продвижению автомобилей с автономным управлением. Начать автоматизацию решено с грузовиков.

АвтоМир
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
Девушка с характером Девушка с характером

Когда Марина Александрова смеется, кажется, что вокруг зажигаются тысячи лампочек. Одна из самых красивых и ярких актрис нашего кино уверена, что секрет счастья любого из нас — в умении прислушиваться к своим желаниям и не бояться воплощать их в жизнь.

Добрые советы
Избяная Америка Избяная Америка

Оформ­лен­ный ди­зай­не­ром Томом Филишиа дом на гор­но­лыж­ном ку­рор­те — пат­ри­ар­халь­ная и од­новре­мен­но экс­цен­трич­ная ва­ри­а­ция на тему аме­ри­кан­ской классики.

AD
Последний летописец Последний летописец

Николая Карамзина, чье 250-летие отметили в декабре, чтут не только как писателя, поэта, просветителя, но и как автора одной из первых книг об истории России. Однако к историкам его причислить трудно: скорее уж он был последним русским летописцем. Или первым сказочником, сочинившим знакомые каждому легенды о нашем прошлом.

GALA Биография
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
Евгений Давыдович Евгений Давыдович

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

GQ
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
Птица вольная Птица вольная

После личной драмы в жизни Гвен Стефани наступила белая полоса

Cosmopolitan
Порнометражный фильм Порнометражный фильм

После победы на выборах Дональд Трамп принес порноиндустрии колоссальную выручку

Правила жизни
Ты меня не забывай Ты меня не забывай

Мишель Обама по­ки­да­ет Белый дом на пике по­пуляр­но­сти. Она — со­весть на­ции, роле­вая мо­дель, ико­на сти­ля, ге­ро­и­че­ская мать и го­то­вый кан­ди­дат в пре­зи­ден­ты США.

Tatler
Деревянные небоскребы Деревянные небоскребы

«Бетонные джунгли» будущего могут снова стать деревянными

Популярная механика
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
Открыть в приложении