Невидимая Вселенная. Темные секреты космоса - [34]
Как вы понимаете, расстояния важны для фундаментальных сил. Расстояния также играют не последнюю роль в последнем из четырех фундаментальных взаимодействий, то есть слабом. Но, прежде чем мы приступим к его рассмотрению, давайте разберемся до конца с тремя другими взаимодействиями и посмотрим на радиус их действия:
• При расстояниях меньше 10>-15 метров: всем управляет сильное ядерное взаимодействие до тех пор, пока существуют частицы с цветовым зарядом. Электрические силы и гравитация свои пять копеек тут вставить особо не могут.
При расстояниях от 10>-15 метров до нескольких метров: во главе угла — электромагнитное взаимодействие. Расстояния становятся слишком большими для сильного ядерного взаимодействия, а силы гравитации слишком слабы, чтобы кто- то спрашивал их мнение.
При расстояниях от нескольких метров и выше: гравитационное взаимодействие становится все могущественнее. В таких масштабах большинство объектов имеет нулевой электрический заряд, и поэтому электромагнитное взаимодействие молчит в сторонке.
Слабое (ядерное) взаимодействие играет в физике ту же роль, что и саксофонное соло в песнях. Хотя оно, очевидно, не главный герой, но зато связывает все воедино и придает смысл. Без слабого взаимодействия Вселенную было бы не узнать, да и нас бы в ней не было. Кроме того, многое указывает на то, что слабое взаимодействие необходимо для понимания и открытия свойств частицы темной материи.
Слабое взаимодействие участвует в ряде процессов, происходящих в атомном ядре. Эти процессы, в частности, не дают нейтрону исчезнуть, превратившись в протон, электрон и так называемое антинейтрино. Этот процесс известен как бета-распад. Из-за возможности спонтанного бета-распада нейтроны — нестабильные частицы. Если нейтрон просто одиноко дрейфует в пространстве, то он, скорее всего, исчезнет в течение четверти часа. Следовательно, нейтроны не могут быть темной материей. Их двадцатипятиминутной жизни для этого просто недостаточно. Частицы темной материи же, в отличие от них, существовали еще до образования реликтового излучения и продолжают жить по сей день.
Что касается слабого взаимодействия, есть две частицы, так называемые W- и Z- бозоны, которые играют роль переносчиков энергии. Это взаимодействие происходит между всеми частицами, обладающими тем, что мы называем слабым изоспином, это свойство является своеобразным ответом слабого взаимодействия на электрический заряд электромагнетизма, цветовой заряд сильного взаимодействия и массу гравитационного. Все частицы вещества в Стандартной модели имеют слабый изоспин, позволяющий им влиять друг на друга посредством слабого взаимодействия.
Как мы видели, для других типов взаимодействий элементарных частиц характерны определенные масштабы, в пределах которых они действуют. А что насчет слабого взаимодействия? На какие масштабы распространяется его сила? Это взаимодействие проявляется на фантастически коротких расстояниях, примерно 10>-16 м, даже меньше, чем у сильного взаимодействия. Вряд ли вас это поразит, но все же слабое взаимодействие намного слабее сильного. Дальше — меньше. Именно слабое взаимодействие главенствует на экстремально коротких расстояниях. Но все же оно играет далеко не последнюю роль, отчасти потому, что оно взаимодействует с типом частиц, которые не участвует в электромагнитных или сильных взаимодействиях, — нейтрино.
Мы уже знаем, что нейтрино — это легкие невидимые частицы в Стандартной модели. Но нам нужно узнать побольше. Да простят меня фанаты бозона Хиггса, очарованного кварка и мюона, но нейтрино — крутейшие частицы в Стандартной модели. Они не просто крутые, но еще и прекрасный пример того, как чисто гипотетически может выглядеть темная материя. Ведь, как я уже говорил, по сути нейтрино и есть форма темной материи.
Но они могут составлять лишь мизерную часть всей темной материи. Должно быть что-то еще, что-то хотя бы отдаленно похожее на нейтрино.
Взгляните на свою руку. За считаные секунды через нее проходят несколько тысяч миллиардов нейтрино. Значительное число. И ведь вы этого даже не замечаете. Большинство нейтрино, с которыми мы пересекаемся на Земле, образовались в ходе ядерных реакций в центре Солнца. Но также существует неисчислимое количество нейтрино, парящих в космосе еще с момента Большого взрыва. После фотонов нейтрино — самые распространенные частицы во Вселенной. У нейтрино нет ни электрического, ни цветового зарядов, и поэтому чихать они хотели на электромагнитное и сильное ядерное взаимодействия. А вот слабое взаимодействие они уважают.
Из-за небольшого радиуса влияния слабого взаимодействия нейтрино сталкиваются с обычной материей крайне редко. И раз уж нейтрино признают только слабое взаимодействие, то смогут столкнуться с атомом, лишь попав в область, составляющую менее одной миллионной части всего атома. Поэтому, когда нейтрино пролетает сквозь вашу ладонь, это похоже на бросание песчинки в сито с километровыми отверстиями. Вероятность того, что песчинка ударится об один из прутиков решетки, становится близка нулю. Вероятность столкновения зависит, помимо прочего, оттого, насколько быстро движутся нейтрино. Это немного похоже на автомобиль: чем больше скорость, тем выше вероятность столкновения. Нейтрино, образовавшиеся во время Большого взрыва и заполнившие Вселенную, в среднем без столкновений проходят сквозь брусок свинца толщиной в световой год.
«Как попасть в отряд космонавтов?», «Что вы едите на борту космического корабля?», «Есть ли интернет на МКС?», «Плоская ли Земля?» – эти и другие вопросы постоянно задают космонавтам. Космонавт Сергей Рязанский в этой книге отвечает на вопросы, которые интересуют многочисленных любителей космонавтики.
Американский астронавт Скотт Келли совершил четыре полета в космос, дважды был членом многодневной американской миссии на Международной космической станции и провел на орбите в общей сложности более 500 суток. О его необычайном опыте много писали в прессе, а теперь есть возможность узнать подробности от него самого. Искренний рассказ о себе, своем детстве, взрослении рисует точный психологический портрет человека, выбирающего путь астронавта, помогает увидеть бесстрашных героев с необычного ракурса и лучше понять их мотивацию и личностные особенности.
Книги известного писателя-фантаста и ученого Айзека Азимова известны во всем мире. Предлагаемое издание познакомит читателя с Азимовым — популяризатором науки. В этой книге рассказано о развитии знаний о космосе с древнейших времен до наших дней, об эволюции Вселенной, о рождении Солнечной системы, возникновении жизни на Земле. Все это рассматривается в тесной связи со сверхновыми. Возможно некоторые оценки и суждения американского писателя не совпадут с общепринятыми в нашей стране, тем не менее книга безусловно будет интересна.
Одна из самых первых книг, рассказывающая о происхождении Земли и Солнечной системы, а также об эволюции взглядов на этот вопрос. Конечно, в этой книге есть и устаревшие данные (например, возраст Земли сейчас оценивается примерно в 4.5 миллиарда лет, а не 3 миллиарда), но все остальные научные сведения, похоже, ничуть не утратили актуальность. Да и написана книга именно так, как и надо писать научно-популярную литературу: просто, понятно, увлекательно, познавательно.
Начатое в 1966 г. сотрудничество СССР и Франции в области космических исследований успешно развивается сейчас го четырем основным направлениям: космической физике, космической метеорологии, спутниковой связи, космической биологии и медицине. В брошюре дается описание советско-французских космических программ, подготовки и проведения совместных экспериментов, а также наиболее важные их научные результаты.Брошюра рассчитана на широкий круг читателей.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Дедушка дважды в год приезжает домой из-за границы, чтобы навестить своих взрослых детей. Его сын – неудачник. Дочь ждет ребенка не от того мужчины. Только он, умудренный жизнью патриарх, почти совершенен – по крайней мере, ему так кажется… Роман «Отцовский договор» с иронией и горечью рассказывает о том, как сложно найти общий язык с самыми близкими людьми. Что значит быть хорошим отцом и мужем, матерью и женой, сыном и дочерью, сестрой или братом? Казалось бы, наши роли меняются, но как найти баланс между семейными обязательствами и личной свободой, стремлением быть рядом с теми, кого ты любишь, и соблазном убежать от тех, кто порой тебя ранит? Юнас Хассен Кемири (р.
Среди льдов Гренландии найдено тело убитой 25 лет назад молодой женщины. Расследованием ее гибели занимается отдел убийств копенгагенской полиции под руководством Конрада Симонсена. Обстоятельства смерти погибшей напоминают Симонсену одно из давних дел, к расследованию которого он имел непосредственное отношение. Позже оказывается, что существует еще несколько подобных случаев, хотя основной подозреваемый в совершении преступлений уже много лет числится мертвым. Дело растет с пугающей быстротой, вскрываются все новые и новые эпизоды.
Шесть женщин из небольшого фарерского городка Норвуйк, знакомые друг с другом со школьной скамьи, периодически встречаются, чтобы провести время за вязанием и обсуждением новостей. Однажды они получают страшное известие: в старом доме на окраине города был найден труп хорошо знакомого им 42-летнего мужчины. Жители городка напуганы, полиция немедленно начинает поиски убийцы. Стайнтор Расмуссен (р. 1960) – известный фарерский музыкант, автор песен, поэт и писатель. Получил признание как автор сборников рассказов, стихотворений и книг для детей.
Однажды ночью в шторм на Лофотенских островах в районе рыбацкой деревни Рейне с горы сходит оползень. Образуется глубокая расщелина, открывающая то, что на первый взгляд похоже на старые человеческие кости. Только очень маленькие. В деревенском доме-интернате есть пострадавший при пожаре постоялец. Огонь отобрал у него зрение и речь, и он не может никому пожаловаться на то, что боль усиливается, ведь кто-то делает все возможное для того, чтобы ему становилось хуже день ото дня. «Шторм» Фруде Гранхуса (1965–2017) — яркий пример скандинавского детектива, где сюжет до последней страницы оставляет читателя в напряжении и не дает отложить книгу.