Впрочем, не всякая ли смелая идея кажется поначалу безумной? Когда впервые человек узнал, что Земля круглая, что она не центр мироздания, разве это не было воспринято как ересь?
Но в XX веке, когда наука уходит все дальше от привычных образов, от обыденных представлений, почти каждое новое открытие в микромире кажется парадоксальным.
И разве идея о том, что мы живем в мире, где преобладает невидимое вещество, не кажется действительно безумной?
Итак, «достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной»?
Эхо в горах
В природе вокруг нас происходят тысячи событий – любопытных, странных, иногда понятных, часто необъяснимых. Почему они происходят, что их вызвало?
Над этим размышляют ученые и писатели, художники и скульпторы. Они пытаются выразить свои впечатления на красочном языке художественных образов, выразительном языке пластических форм, могучем языке математических формул.
Писателям и художникам об окружающем мире рассказывают только свет и звук. Ученые же овладели не только языком света, но научились понимать язык радиоволн и космических лучей. Это позволило им узнать о таких тайнах мироздания, о которых свет и не подозревает.
Но есть еще один язык, который может рассказать о мироздании самое сокровенное, то, что природа скрыла за семью печатями. Он может раскрыть людям загадку «белых карликов», таинственных, удивительных звезд, горсть вещества которых весит десяток тонн. Объяснить причину, вызывающие грандиозные космические катаклизмы – взрывы целых звездных миров. Поведать секрет термоядерных реакций, бушующих в недрах Солнца и иных светил. И наконец, может помочь осуществить одно из самых фантастических и дерзких намерений ученых – опознать антимиры.
Это язык нейтрино.
...Разгадку многих своих тайн природа прячет в самые недоступные тайники, в глубь атома, в сердце элементарных частиц.
Крошечные сгустки материи рождаются, живут и умирают, а события их жизни отзываются в большом мире как слабое эхо, усиленное в горах.
Кто же может рассказать об этих событиях, если не непосредственные их участники, элементарные частицы? Многие ученые занимаются изучением их языка, этому увлекательному делу посвящает свою жизнь Понтекорво.
– В природе, особенно в масштабах вселенной, – сказал как-то Бруно Максимович, – явления, кажущиеся в лабораторных условиях незначительными, часто имеют большое значение.
И действительно, незаметные, спрятанные глубоко в недрах материи события микромира имеют зачастую самые неожиданные, озадачивающие последствия в мире больших вещей.
В одной из своих статей Понтекорво рассказал о простом, но удивительном опыте.
Представьте себе круглую алюминиевую пластинку. На нее нанесен слой радиоактивного материала, испускающего электроны. Если этот бутерброд подвесить за нитку, прикрепленную к его центру, он начнет... вращаться.
Никаких видимых событий, могущих вывести пластинку из равновесия, не происходит. (Заметьте: видимых причин.) Однако она должна вертеться. И иначе не может быть.
Пластинку будут закручивать электроны, рождающиеся в радиоактивном слое. Все они в силу своей природы вращаются в одинаковом направлении по отношению к своему движению. Этим они напоминают обычный штопор. А так как электроны «испаряются» только вверх (при движении вниз они поглощаются в алюминии), то пластинка должна поворачиваться. Причем, если электроны вращаются по часовой стрелке, пластинка будет крутиться в противоположном направлении. Нечто подобное можно увидеть на фейерверках, наблюдая вращение «чертовых колес».
Было время, когда этот эффект показался бы безнадежно необъяснимым, зловещим, мистическим. Если бы о нем знали проповедники «божьего промысла» или «нечистой силы», они, несомненно, приобрели бы в этой игрушке серьезного помощника. Демонстрация ее, наверно, имела бы больший успех, чем «исцеление» хромых и слепых и прочие фокусы.
Изучив свойства электронов, научившись понимать их «язык», ученые смогли предсказать этот эффект. Такой опыт вряд ли кто из них ставил, ведь его результат теперь не вызывает ни малейшего сомнения.
И хоть это проявление свойств электронов сегодня никого не удивляет, кажется само собой разумеющимся, оно полно волнующего смысла. А вот другой пример.
Все вещи и предметы, окружающие нас, все небесные тела пронизаны невидимыми, полными тайны частицами поля тяжести – гравитонами. Их нельзя взвесить, подержать в руках. Ученые не научились еще понимать их природу. И однако, им послушны звездные миры! Планеты, звезды, галактики тяготеют друг к другу и движутся по законам, диктуемым непреклонными гравитонами.
Верны ли догадки?
И нейтрино с антинейтрино принадлежат к частицам, играющим в окружающем нас мире огромную, не до конца еще выявленную роль. Их недаром называют непойманными ворами энергии. Но если в одиночных реакциях микромира воры достаточно скромны, то в большом мире они не стесняются. Из уранового реактора мощностью в сотни тысяч киловатт они уносят в мировое пространство десятки тысяч киловатт! Из Солнца же и других звезд – несколько процентов излучаемой ими энергии, то есть гораздо больше, чем приходится на долю всей Земли.
Это ли не вполне ощутимое следствие событий микромира? Это ли не макроскопический эффект?
Чудовищная проникающая способность нейтрино и антинейтрино позволяет им вырваться из самых глубоких недр звезд, где они рождаются в бурных термоядерных реакциях, и без всяких затруднений отправиться путешествовать по вселенной. Они бороздят просторы космоса, как свет, как радиоволны, не уступая им в скорости. И так же как эти виды излучения, нейтринные потоки несут важную информацию, множество сведений о небесных телах – своих родителях. Они знают о них гораздо больше, чем свет.
чем радиоволны. Ведь свет излучается лишь поверхностью светил. Радиоволны выходят из более глубоких слоев. Нейтринные же потоки рождаются в самых недрах звезд. Они участвуют в процессах, происходящих в таинственных глубинах небесных тел. И не только участвуют, но зачастую играют здесь главенствующую роль.
Ученые предполагают, что в процессе эволюции звезды, по мере того как она раскаляется, нейтринные потоки, извергающиеся из ее недр, становятся все более интенсивными. Их «яркость» становится сравнимой с яркостью света звезды и даже превосходит ее!
Какая заманчивая перспектива открывается в изучении космоса! Нейтрино могли бы рассказать о загадочных процессах, происходящих в недрах «белых карликов» – звезд, раскаленных до чудовищных температур и сжатых невероятными давлениями. Нейтрино, наверно, помогли бы разобраться в динамике взрыва сверхновых звезд, поставщиков космических частиц.
Помогли... Если бы ученые научились ловить их, определять направление их прихода, овладели «языком» нейтрино.
Первоочередная задача ученых, задача очень трудная, но вполне реальная, – зарегистрировать потоки нейтрино от Солнца и с их помощью заглянуть в его недра.
Ученые уверены в том, что наше Солнце – звезда, а не антизвезда, что испускает она нейтрино, а не антинейтрино. Вряд ли можно ожидать, что часть планетной системы – Земля состоит из вещества, а центральное светило из антивещества! Физики рассчитали даже, что поток нейтрино от Солнца на Землю должен составлять колоссальную величину. Она определяется цифрой с одиннадцатью нулями (10" нейтрино на квадратный сантиметр Земли в секунду!).
Но какие ядерные реакции происходят в его недрах? Как работает этот космический термоядерный агрегат? Об этом можно лишь строить гипотезы. Известно, что энергия, питающая звезды, выделяется за счет превращения водорода в гелий. Но возможны несколько путей осуществления этой реакции. Какой из этих путей реализуется в данной звезде, зависит от ее массы и температуры. Одна реакция может заменять другую в зависимости от возраста звезды. Но все это пока лишь выводы теории. Как узнать, верны ли эти догадки? На это поможет ответить эксперимент, поставленный новой наукой.
Раскрыть секрет Солнца важно и для практики. Ведь того, чего «добилось» Солнце, добиваются люди на Земле. Покорить плазму, осуществить термоядерную реакцию – насущная задача энергетики.
Эксперимент по обнаружению солнечных нейтрино еще не осуществлен. Ни одно космическое нейтрино до сих пор не обнаружено. Намерение изучать космос по нейтринной светимости еще принадлежит к идеям смутным, влекущим своей новизной и заманчивостью. Но это уже первая доска в мостике, который ученые хотят перебросить между мечтой и действительностью.
Язык антимира
Ближайшая задача нейтринной астрономии – установить язык, на котором разговаривают нейтрино и антинейтрино. Цель ученых – изучить этот язык, как изучили они язык света и радиоволн.
А затем перед человечеством открылось бы много заманчивых возможностей. И одна из них – может быть, самая фантастическая, самая сумасшедшая, но настолько красивая, что она не перестает владеть умами ученых, – это поиски антимиров. Может быть, они действительно где-то существуют в беспредельных просторах космоса?
На этом пути, возможно, ученых ждет много неожиданностей. Представьте себе звезду, которая давным-давно изучена и астрономами и радиоастрономами, которая, по их мнению, ничего особенного собою не представляет. И вдруг окажется, что это вовсе не звезда, а антизвезда! Переполох! Сенсация! Удивленные, негодующие возгласы – почему же мы об этом ничего не знали?!
Да потому, что ни свет, ни радиоволны не могли рассказать об этом. Ведь свет, испускается ли он атомами или антиатомами, состоит из одних и тех же фотонов – частиц истинно нейтральных, не имеющих никакого заряда, ничем не отличающихся от своих античастиц – антифотонов. И звезда и антизвезда испускают один и тот же свет. Только нейтринные потоки от них разные. От звезды – нейтрино, от антизвезды – антинейтрино. От нашего Солнца к Земле, по твердому убеждению ученых, льются потоки нейтрино. Нейтрино рождаются в недрах всех звезд, где основной источник энергии – термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Но если только где-нибудь есть небесные тела, в которых антиводород переходит в антигелий, то они будут испускать потоки антинейтрино.
Прощупав небо уловителями нейтринных потоков, можно было бы установить наконец, есть ли где-нибудь в нашей вселенной хоть один антимир. Будь то антигалактика или антизвезда, этот прибор тотчас определил бы их координаты.
Только обнаружив в космосе источник нейтрино или антинейтрино, можно отличить мир от антимира.
Только так можно опознать антимир среди других небесных тел.
Заманчивая, влекущая перспектива! Но... До сих пор ученые смогли установить контакт лишь с мощными потоками антинейтрино, исходящими из атомных реакторов. Даже в этих опытах, в которых через каждый квадратный сантиметр счетчика проходило 10 тысяч миллиардов антинейтрино в секунду, а объем счетчика равнялся одному кубическому метру, за час удавалось зафиксировать только несколько актов взаимодействий антинейтрино с веществом счетчика.
Потоки нейтрино и антинейтрино из космоса, вероятно, гораздо слабее, поэтому предстоит огромная работа по увеличению чувствительности аппаратуры и устранению мешающего влияния частиц, образующихся в результате радиоактивных процессов в веществе, окружающем установку.
– Эта трудность так велика, что я не уверен в том, что упомянутая задача будет решена в ближайшее время, – охлаждает наш пыл с несвойственным ему пессимизмом Понтекорво.
Хочется думать, хочется надеяться, что эта трудность будет преодолена. Возможно, самим Понтекорво. Он сделал немало, чтобы изучить характер и свойства загадочных нейтрино и антинейтрино. Его работа в области физики нейтрино была удостоена Ленинской премии 1963 года. А может быть, другим или другими учеными. Да это и несущественно. Главное – новая вершина будет взята.
Путешествие к «концу света»