f116
| 16 |
|---|
Загадка дефицита солнечных нейтрино.
...В классической общей теории относительности неявно предполагается, что Вселенная состоит из одного единственного листа. Некоторые утверждают, что нет никаких оснований считать необходимым рассматривать другую конфигурацию.
Да уж.
Реакции термоядерного синтеза, происходящие в центре Солнца, выделяют энергию в виде:
- фотонов — нейтрино.
...Нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, поэтому покидают Солнце без помех. Энергия в виде фотонов медленно продвигается к поверхности Солнца, к хромосфере, посредством последовательных поглощений и переизлучений, а также благодаря конвекции, царящей в звезде. Когда эта энергия достигает хромосферы, она излучается в виде фотонов.
...На Земле мы, таким образом, регистрируем фотоны и нейтрино, за вычетом этого временного запаздывания. До недавнего времени мы не умели измерять поток нейтрино, хотя каждый кубический сантиметр нашего тела каждую секунду, похоже, пронизывается десятью миллиардами нейтрино.
...Измерение этого потока выявило тревожный факт. Мы регистрируем лишь около половины ожидаемых нейтрино. Это и есть дефицит солнечных нейтрино. Нам обязательно нужно в один прекрасный день найти объяснение этому явлению, иначе рухнет вся наша картина динамики Солнца (и звёзд вообще).
...В моей последней книге, изданной издательством Albin Michel, под названием «Мы потеряли половину Вселенной», в первой части я писал, что у нас есть удовлетворительная теоретическая модель работы звёзд. Но, поскольку вещи меняются, в следующей книге мне придётся включить главу с названием:
Мы потеряли половину солнечных нейтрино.
...Некоторые теоретические физики ошеломлены, другие — рады. Ведь это первый физический процесс, который действительно ставит под сомнение квантовую механику. Нам придётся заново пересмотреть всё это.
Одна Вселенная или две?
Какие сейчас существуют гипотетические идеи?
Две первые ссылки:
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1 декабря 1995 г.
Z.G. Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 декабря 1995 г.
...Фут и Волкас полагают, что Вселенная состоит из двух «секторов» — нашего и «зеркального сектора», зеркального, энантиоморфного, то есть «P-симметричного». Энергия, выделяемая при термоядерном синтезе, поэтому вовлечена как в «классические» нейтрино, так и в «зеркальные нейтрино» — нейтрино, принадлежащие второму «сектору» (нейтрино трёх типов: электронные, мюонные и тау-нейтрино, а также, разумеется, их античастицы). Сектор, лист, пласт — синонимы.
...Наша Вселенная не симметрична. В ней происходит то, что называется нарушением принципа чётности. Реакции «правые» не протекают с той же скоростью, что и их зеркальные отражения. Классическая ссылка:
T.D. Lee and C.N. Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Фут и Волкас «симметризуют» Вселенную, предполагая, что она имеет двойник — зеркальную Вселенную, в которой нарушение принципа чётности происходит в обратном направлении. При этом мы построили модель, в которой нейтрино обладают «маленькими братьями», CPT-симметричными, используя теорию групп.
...См.: «J.P. Petit & P. Midy: Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space.» 3: Twin group. [На сайте: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.
...Существует ещё одна проблема, побуждающая рассматривать не одну, а две Вселенные — это отсутствие первичной антиматерии в нашей Вселенной. В своём самом первоначальном состоянии Вселенная, как выразился Стивен Вайнберг, состояла из «всевозможных излучений». Фотоны порождали пары частица-античастица, которые быстро устремлялись друг к другу, чтобы аннигилировать (например, электроны и позитроны, обладающие противоположными зарядами, притягиваются). Таким образом, первоначальная Вселенная (хаос по еврейскому образу) представляла собой очень бурную смесь, в которой излучение непрерывно превращалось в материю-антиматерию и обратно. Затем расширение Вселенной понижало энергию фотонов, которые уже не могли порождать эти враждебные пары. Вселенная начинала быстро опустошаться. Через тринадцать секунд всё было решено. Вопрос: почему мы здесь? Почему аннигиляция не была полной? Ответ: нет ответа.
...Отсюда — несколько работ Андрея Сахарова, который был первым, кто предложил идею о том, что могли возникнуть два мира одновременно, а не один.
A. Sakharov: «CP violation and baryonic asymmetry of the Universe». ZhETF Pis'ma 5: 32–35 (1967); перевод JETP Lett. 5: 24–27 (1967)
A. Sakharov: «A multisheet Cosmological model». Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A. Sakharov: «Cosmological model of the Universe with a time vector inversion». ZhETF 79: 689–693 (1980); перевод в Sov. Phys. JETP 52: 349–351 (1980)
A. Sakharov: «Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry» в «Problems in theoretical physics», посвящённой памяти И.Е. Тамма, Nauka, Москва 1972, стр. 243–247
Деталь: в этих двух Вселенных стрелки времени направлены в противоположные стороны. В некоторых своих работах Андрей Сахаров упоминал возможность того, что эти «близнецы» могут быть также энантиоморфными, зеркальными.
Другой подход — суперструны. Здесь речь идёт о предложениях, высказанных Шварцем (Caltech), Грином (Queen Mary College) и Нобелевским лауреатом Абдусом Саламом (директор Центра теоретической физики в Триесте, профессор Имперского колледжа в Лондоне).
Исходная точка: группы и модель E8 × E8. Ссылка: «Superstrings, a theory of everything?» PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
Джон Шварц:
Вторая симметрия E8 относится к другой разновидности материи, которую часто называют «тенью материи» (shadow matter). Предметы, образованные из этого компонента, будут полностью невидимы для нас.
Майкл Грин:
Одним из выводов, вытекающих из этих теорий, является существование нового типа материи, которую мы не сможем наблюдать напрямую, но которая будет взаимодействовать с нашей с помощью гравитационных сил, хотя частицы тени могут взаимодействовать между собой через другие силы.
Абдус Салам:
Из теории суперструн вытекает своего рода Вселенная, являющаяся двойником нашей, но которая может взаимодействовать с нами только через гравитацию. Интересно то, что эта Вселенная определяет способ, которым суперсимметрия будет нарушена в нашей собственной Вселенной, и может дать некоторое понимание особенностей масс различных частиц.
Но пока это не выходит дальше гипотез. Суперструны тоже не идут дальше.
...Тем не менее, как представить две тесно переплетённые Вселенные, которые обмениваются информацией только через гравитацию? Можно представить двух пар игроков, надевших фильтрующие очки, которые не смогут видеть фигуры другой команды. Однако каждая команда может догадываться о присутствии чужой фигуры рядом, на «мягкой доске»:
...Материя (фигуры, размещённые на чёрных клетках) не видит королеву, принадлежащую «призрачной партии», но ощущает её присутствие по искривлению доски (гравитация). См. ниже:
../../../bons_commande/bon_global.htm