Знание-сила, 2004 № 06 (924) - [27]

Вот в теории струн, чтобы прийти к единым формулам для различных физических сил, приходится постулировать, что все дополнительные измерения физического пространства свернуты до исчезающе малых размеров (порядка 10 в минус тридцать пятой степени метра!) Но все они, продолжает теория, тем не менее дают о себе знать, если измерять силу притяжения двух тел, которые находятся на очень малых расстояниях, меньше одной десятой миллиметра. В частности, должно оказаться, что на достаточно малом расстоянии гравитация между двумя телами станет в тысячи, а то и в десятки тысяч раз больше той, которую предсказывает для таких расстояний формула Ньютона.

В последних вариантах теории струн — а теория эта все время совершенствуется, чтобы прийти к согласию со всеми экспериментальными данными, — постулируется еще более революционное утверждение: некоторые из свернутых измерений на самом деле могут быть свернуты не так "туго", как постулировалось раньше, а слегка "расслабленно", как если бы упомянутый выше листок бумаги слегка раскрутился и обрел видимую толщину. Она может достигать "огромных" значений — до одной десятой миллиметра!

В этом случае, согласно новым расчетам, существующие в дополнительных пространствах гравитационные поля оказываются способными проникать в наше родное трехмерное пространство. Как говорят теоретики, гравитация протекает из одних измерений в другие.

Тогда она должна добавляться к нашей "трехмерной гравитации", так что в сумме на малых расстояниях, опять порядка одной десятой миллиметра, сила притяжения двух тел должна оказаться больше, чем предсказывает формула Ньютона. И эксперимент, который показал бы, что гравитация на малых расстояниях действительно не подчиняется старому закону, был бы одновременно тем самым экспериментальным подтверждением теории струн, которого ее создатели ждут не дождутся. Именно такой эксперимент поставил Джошуа Лонг, и теперь окончательно понятно, почему физики так разволновались.

Источником гравитации в эксперименте Лонга была тонкая металлическая пластинка длиной 20 и толщиной 0,3 миллиметра. Ничего мистического в этих размерах нет — просто тонкая гибкая пластинка из вольфрама, закрепленная на одном конце и способная покачиваться вверх-вниз, как трамплин. Под ней на расстоянии 0,1 миллиметра была закреплена другая тонкая и гибкая пластиночка из вольфрама, подобранная так, чтобы частота ее собственных колебаний совпадала с частотой верхней пластинки. Такое совпадение собственных частот гарантировало, что самая ничтожная сила гравитации, действующая между пластинками, сумеет согласовать их качания. Эксперимент, как видите, прост, вся хитрость — в его необычайной тонкости, вся трудность — в предельно полном устранении всех побочных воздействий, которые могли бы легко исказить результат измерений.

Предприняв все эти необходимые предосторожности, исследователи привели верхнюю пластинку в колебательное движение и увидели, что нижняя тоже стала вибрировать. По величине (амплитуде) этих вибраций им удалось вычислить силу гравитации между обеими пластинками. И она оказалась приблизительно той же, какой и должна была быть по формуле Ньютона. Иными словами, даже на таком малом расстоянии никаких признаков существования предельно свернутых пространственных измерений обнаружено не было. Это ничего не говорит о том, не обнаружатся ли они на еще более малых расстояниях, но пока что их воздействие, которое предсказывала теория струн, не обнаружилось. Не обнаружено и воздействие тех "слегка развернутых" измерений, о которых говорят новые варианты теории струн. Либо никакого такого развертывания нет вообще, либо оно проявляется тоже на более малых расстояниях.

Все эти оговорки естественным образом ведут к мысли, что необходимо проверить формулу Ньютона на еще более коротких расстояниях между гравитируюшими телами. Раньше пределом экспериментальных возможностей считалось расстояние в 0,2 миллиметра. Лонгу удалось сократить это расстояние сразу вдвое. Теперь он намерен сделать следующий скачок и прорваться к сотым долям миллиметра с помощью охлаждения своей установки до сверхнизких температур. Обнаружатся литам наконец по-мамлеевски грозные лики сил, врывающиеся в наш мир из других измерений? Или же любимый город сможет и впрямь спать спокойно, чего ему, между нами, хочется больше всего?

Увидим. Куда мы денемся.

Был ли Ньютон ньютонианцем?

"Из всех людей он был менее всего ньютонианцем" — восклицает Джеймс Глейк во введении к новой биографии Исаака Ньютона, и это утверждение при всей его парадоксальности абсолютно справедливо. Шестьдесят лет назад знаменитый экономист Джон Мейнард Кейнс изрядно разозлил почтенное научное сообщество, провозгласив, что Ньютон был не столько первым из великих ученых современности, сколько "последним из магов прошлого".

Сегодня многочисленные сторонние интересы Ньютона выглядят несколько более респектабельно. Ученые пересмотрели прежние предрассудки, показав, что "магические" на первый взгляд увлечения Ньютона — алхимия, Соломонов храм, христианские ереси — не только не были эксцентрическими эскападами великого ума, но напрямую вели к его космологическим теориям. И Глейк, один из лучших американских популяризаторов науки, предлагает нам увлекательный рассказ об этом "пересмотренном" Ньютоне — мыслителе, который был куда ближе к Аристотелю, чем к Эйнштейну.