Большой адронный коллайдер: что это, зачем он нужен, чем опасен

А.Н. – Тема, с которой мы сегодня начинаем, необычна. Безусловно, она главная сейчас для всех мировых СМИ. Это успешное испытание Большого адронного коллайдера, который находится на границе Швейцарии и Франции.

Ю.Н. – Как ни странно, мы сегодня будем говорить об адронном коллайдере. Правильно?

А.Н. – Молодец. С чего начнем?

Ю.Н. – Мне иногда жалко, что вы, дорогие радиослушатели, не видите наших гостей. Сегодня у нас человек с безумными горящими глазами.

А.Н. – В хорошем смысле этого слова.

Ю.Н. – Такие глаза могут быть только у физика или математика, у доктора наук.

А.С. – Мне кажется, сегодня, когда показывали фрагмент запуска коллайдера, у людей тоже горели глаза.

А.Н. – Что там показывали?

А.С. – Не показали ничего интересного. Показали людей, у которых, за исключением горящих глаз, больше ничего не было.

А.Н. – Они куда–то смотрели.

Ю.Н. – Были возбуждены.

А.С. – Они смотрели на мониторы и чему–то радовались.

Ю.Н. – Почему эти люди так возбудились?

А.С. – Они сделали вещь, которая стоит миллиарды долларов, может быть, до десяти с учетом непрямых расходов. Это потребляет столько электричества, что если бы его брали из соседней Женевы, там сразу и навсегда погас бы свет, это было бы страшнее черной дыры, которой нас пугают.

А.Н. – О ней чуть позже.

А.С. – Они сделали уникальную технологическую вещь, это уникальное достижение.

Ю.Н. – Для чего оно?

А.С. – Конечно, это сделано из любопытства.

А.Н. – Сколько лет на это ушло?

Ю.Н. – Какая куча денег на это была потрачена?

А.С. – Мы все время тратим кучу денег на что–то. Для чего летали на Луну? Потратили денег гораздо больше. Зачем?

Ю.Н. – Знание полезно.

А.С. – Здесь такой же случай. Знание вообще полезно, но на этот раз мы не выходим за рамки Земли, а углубляемся в самую суть вещей. При этом парадоксально и удивительно, что мы в результате получим знания об устройстве космоса.

Ю.Н. – Вот где собака зарыта.

А.Н. – Каким образом?

А.С. – Пока не будем говорить о технологии, пусть они сами ею хвалятся. Мы постараемся поговорить, для чего это.

Ю.Н. – Да.

А.С. – Вся эта гигантская штука – это микроскоп. Его надо бояться примерно в той же степени, как мы боимся очень большого микроскопа.

А.Н. – Это не обычный микроскоп.

А.С. – Да, он позволяет разглядеть очень маленькие детали. Фокус заключается в том, что когда вы в квантовой области пытаетесь посмотреть что–то очень маленькое, вам надо очень сильно воздействовать на это.

Ю.Н. – Расщепить его?

А.С. – Вы не можете посмотреть на систему, не изменив ее состояния. Чтобы увидеть что–то, находящееся очень близко к другому, надо облучить это.

Ю.Н. – Чтобы разнести это?

А.С. – Чтобы эти штуки разлетелись сами по себе. Мы хотим узнать, что происходит на очень маленьких расстояниях, то есть узнать, как устроен мир. Эти расстояния фундаментальны, с них все начинается.

Ю.Н. – Мироздание?

А.С. – Потом они обрастают чем–то при переходе на наши человеческие масштабы. Если мы хотим посмотреть, что находится на малых расстояниях, нужна большая энергия, отсюда затраты. Нам надо построить большую штуку. Она большая, потому что в маленькой штуке невозможно разогнать частицы до такой энергии. Туда закачивается большое количество энергии, она передается частицам, которые находятся там. Технологически это очень трудно. Там есть сверхпроводящие магниты, токи там такие, что магниты бы расплавились из–за этих токов. Вся эта штука находится под землей на сотне метров при температуре, которая чуть–чуть превышает абсолютный ноль. Там холоднее, чем в космическом пространстве. Там вакуум, который более сильный, чем вакуум на Луне. Это все искусственно создано для любопытства. Так создан большой микроскоп, который позволяет увидеть самые маленькие подробности.

Ю.Н. – Здорово!

А.Н. – Там еще будут проходить испытания. Правильно ли я понимаю, что там будут смоделирован Большой взрыв, с которого, как принято считать, началась Вселенная?

А.С. – Так считается, это самая популярная сейчас теория. Главное, что она кое–что объясняет. Большой взрыв будет смоделирован очень условно. Это хороший лозунг, так и вижу его в новостях. Большой взрыв существенно сильнее, чем тот, что может произойти у нас. Это очень далекие энергии от энергии Большого взрыва. Воспроизвести Большой взрыв можно только в одном случае: попросить Бога хлопнуть всю Вселенную в одной точке и подождать, когда она снова взорвется.

Ю.Н. – Вы физик и математик, но верите в Бога?

А.С. – Нет. Но у меня нет другого способа говорить об этом.

А.Н. – Что взорвалось, когда был Большой взрыв?

А.С. – Когда был Большой взрыв, взорвалось Ничто, в этом вся прелесть Большого взрыва, поэтому у меня нет других слов, кроме Бога.

Ю.Н. – Есть что–то, что привело к этому безобразию.

А.С. – Взорвалось Ничто, так родилась Вселенная. Это отлично, но это не имеет прямого отношения к коллайдеру. Коллайдер устроен так, что с его помощью пытаются увидеть, что происходит с материей, с ее малыми частицами, меньше атома, в глубине ядра атома, когда они делаются очень горячими. Они были гораздо горячее после Большого взрыва, но вели себя тем же способом, который мы пытаемся угадать. Нам интересно это, потому что так мы поймем устройство Вселенной, почему есть галактики, скопление галактик, почему космос такой, почему материя такая и так далее. У нас нет другого способа заключить о том, что было сразу после Большого взрыва, кроме как угадывать, глядя на наблюдаемые явления. Эти явления можно наблюдать в космосе, но там их надо ждать, а наблюдательная астрономия не может поставить эксперимент.

А.Н. – Это понятно.

А.С. – Вы не можете попросить две галактики столкнуться. Хорошо, если вам повезло, и галактика взорвалась. Если не взорвалась, обрабатывайте сотни фотографий. Теперь есть компьютеры, а раньше астрономы сидели и перебирали их ночами. То есть мы можем заниматься наблюдательной астрономией или попытаться это смоделировать настолько, насколько это у нас получится. В космосе замечательно то, что там есть высокие энергии, это может случиться.

А.Н. – Почему даже среди ученых высказывались по–разному. Специалист по теории хаоса из Германии Отто Рослер – это ученый, который подавал жалобу в Страсбургский суд с требованием запретить запуск коллайдера, потому что могут быть необратимые последствия.

Ю.Н. – Черная дыра.

А.Н. – Она может провалиться к центру планеты.

Ю.Н. – Это приведет к концу света.

А.С. – Потому что начнется поглощение материи. Еще говорилось, что появятся норы, которые позволят двигаться против времени или некое вещество.

Ю.Н. – Возможны эти дыры, в которых можно путешествовать во времени туда и обратно?

А.С. – То есть передачу сначала начать мы не сможем?

А.Н. – Нет.

А.С. – Тогда сначала поговорим по поводу опасений.

А.Н. – Конечно.

А.С. – Мы уже упоминали для сравнения полет на Луну. Обсуждалась вероятность того, что с Луны привезут вирус, всех заразят, все немедленно помрут. Мы жили в Советском Союзе, а астронавты летали из другой страны, поэтому нас это не очень касалось.

Ю.Н. – Летали американцы.

А.С. – Да. Вероятность того, что с Луны привезут вирус, мне кажется, существенно больше. Люди из любопытства летали на Луну, но ничего не привезли. Может быть, привезут что–то из Марса. Явление, о котором вы говорите, носит гипотетический характер. Вероятность этого такова, как вероятность того, что молекулы этого стакана вдруг изменят направления и начнут двигаться в одном направлении, а стакан подскочит до потолка. Гипотетически такое возможно, но даже если мы будем ждать этого очень долго, такое не случится.

Ю.Н. – А если на него воздействовать?

А.С. – Я говорю о вероятности того, что с ним это случится без воздействия. Кроме того, мы уже упоминали о том, что мы начинаем изучать что–то, что мы могли изучать в космосе, но мы не знаем, где и куда надо подтаскивать приборы. Но в космосе это происходит постоянно. Там есть частицы с большими энергиями, они постоянно сталкиваются. Так происходит рождение черных дыр, столкновение галактик и другие явления. Но Земля существует, Солнечная система существует стабильно последние несколько миллиардов лет, по–видимому, она останется стабильной. На мой взгляд, важно понимать, что то, что будет сделано, это перенос в лабораторию частички того, что происходит в космосе. Для нас это колоссальное достижение, а для космоса это сущая ерунда. Там происходят существенно большие катаклизмы, более масштабные превращения энергии, но космос и Земля существует.

А.Н. – А что скажете про дыры?

Ю.Н. – Я сразу вспомнила Акунина. Как это у него называлось?

А.Н. – Хронодыры.

А.С. – Это было бы здорово.

Ю.Н. – Решил и перешел в ХIII век.

А.С. – Это будоражит воображение?

А.Н. – Да.

Ю.Н. – Абсолютно.

А.Н. – Но при чем здесь коллайдер? Почему это связывается воедино?

А.С. – Вряд ли мы с вами будем иметь возможность не только существо, но хоть какую–то частичку пропихнуть через нору во времени, если ее удастся создать.

Ю.Н. – Вы имеете в виду хронодыры, которые еще называют кротовыми норами?

А.С. – Да.

Ю.Н. – Почему выбран такой термин?

А.С. – К коллайдеру это имеет отношение просто потому, что эти дыры очень маленькие. Если они есть, если бы они существовали, то они были бы очень маленькие, микроскопические. Чтобы туда протиснуться, нужно огромное количество электричества и так далее. Коллайдер – это такое место, где энергия точечно сосредоточена.

А.Н. – Почему возникает вопрос о кротовых норах?

Ю.Н. – Почему, если это невозможно, эта тема возникла? Почему физики об этом говорят?

А.С. – Это более общий вопрос. Кротовые норы – это замечательная вещь, вытащенная из контекста. Вы вынудили меня говорить, для чего нужен коллайдер. Он нужен, чтобы из нескольких конкурирующих моделей знания выбрать одну. Знания собираются очень интересно. Собираются данные, есть гравитация, электрический заряд, то есть то, чему нас учат в школе. Но наука развивается, делаются какие–то испытания, что–то выясняется. Получение знания вовсе не ограничивается тем, что мы что–то трогаем, что–то смотрим. Можно взять лист бумаги, ручку, на листе написать какие–то формулы и говорить, что там, если посмотреть с помощью телескопа, можно увидеть планету. Если выстроить горизонт под таким углом, можно попасть туда. Это уже неплохо, правда?

А.Н. – Да.

А.С. – Дифференциальные вычисления тогда и возникли, когда надо было точно знать, куда мы попадем, если мы стреляем. Соедини два куска урана, получишь воронку определенного диаметра. Это потрясающие предсказания, например, атомной бомбы.

Ю.Н. – Эти предсказания на чем–то были основаны.

А.С. – До того, как была сделана первая бомба, было представление о том, с какой силой она рванет. Это же происходит в физике элементарных частиц. У нас есть набор информации, это то, что мы знаем, это то, что точно установлено. Оттуда мы хотим двигаться дальше, мы хотим узнать, что было в ранней Вселенной, как все возникло, какие вещи были раньше, кто управляет всей гармонией, которую мы видим, массой элементарных частиц, где руководящий принцип. Удивительно, что здесь работает математика. Математика способна внутри себя логически развиваться сколько угодно далеко, подчиняясь внутренней логике. Так можно было бы, в идеале, посмотрев на 2–3 эксперимента, добраться с помощью логики до теории, которая бы все объяснила. В истории философии люди часто такое делали. В реальности это не получается. Периодически нам приходится делать выбор: могло быть так, а может быть и так. Есть две непротиворечивые возможности. Какую из них выбрать? В современной теории элементарных частиц некоторое время назад приходилось делать выбор, основанный на очень косвенных данных. Суперколлайдер должен вбить гвоздик, указав, какая из теорий движется в правильном направлении.

А.Н. – То есть так дилемма должна исчезнуть?

А.С. – Да, до какого–то момента. Это такая точка опоры.

Ю.Н. – Это микроскоп, в который можно увидеть реальность?

А.С. – Можно увидеть реальность вещей, сильно опосредованных нашим знанием, логическим анализом реальности.

А.Н. – Возможно, что в результате двух–трех экспериментов ученые придут к выводам, которые заставят их полностью поменять все представление о картине мира.

А.С. – Это было бы прекрасно и ужасно.

А.Н. – Почему?

А.С. – Это было бы ужасно, потому что это означало бы, что мы что–то очень сильно не понимаем в том самом логическом анализе, что он завел нас не туда. Это было бы прекрасно в том отношении, что заставило бы людей думать по–настоящему, а не обольщаться тем, что, немного пораскинув мозгами, они сравнялись с Богом и понимают все устройство Вселенной. Видимо, что–то откроется. Если откроют то, что родилось в головах людей, которые просто писали закорючки на бумаге, это будет колоссальное чудо. Странно было бы потратить большое количество денег, строить установку и найти то, что давно было в чисто математических выкладках. Если угодно, это воплощение реализации мысли. Коллайдер покажет, какая из конкурирующих идей, какой из способов осмысления реальности надо выбрать и развивать дальше.

Ю.Н. – Может быть, он подтвердит самые сумасшедшие мысли фантастов, например, как это было с Жюлем Верном.

А.С. – Из пушки на Луну?

Ю.Н. – Самолеты, подводные лодки.

А.Н. – Сейчас это все есть.

А.С. – Кротовые норы – это то же самое.

Ю.Н. – Совершенно верно.

А.С. – Это одно из далеких математических построений. Это вещь, которая не запрещена математикой, в которую мы верим. Но не обязательно, что это существует.

Ю.Н. – Логически она может быть.

А.С. – Она может быть, как может быть и масса других вещей, но почему–то их нет вокруг.

А.Н. – Я вспомнил анекдот, как девушка сдает экзамен в институте.

Ю.Н. – Начинается.

А.С. – Блондинка?

А.Н. – Да. С теорией относительности у нее совсем плохо. Профессор говорит: "Какова вероятность того, что вы выйдете на улицу и встретите динозавра?" Она говорит: "50 на 50". Он удивляется: "Как так?" Она: "Могу встретить, могу не встретить".

Ю.Н. – Спасибо, дорогие радиослушатели, что вы были с нами.

А.Н. – Не обижайся, это про другую блондинку.

Ю.Н. – Конечно, мы в физике совершенно не разбираемся, но вы меня поразили тем, что черные дыры – это одно из того, что может быть.

А.Н. – Хорошо, что мы не понимаем этого.

Ю.Н. – Это значит, что не надо искать забвенья в банальных и пошлых вещах.

А.Н. – Это значит, что мы можем удивляться.

Ю.Н. – Вещи существуют, к ним надо идти, потому что жизнь интересна. Этот мир можно сделать лучше или хуже, но всегда есть к чему применить руки.

А.С. – Я за это. Ловите новости о коллайдере.

Ю.Н. – Будем ловить.

А.Н. – Когда они будут?

А.С. – Не скоро.

Ю.Н. – Еще надо вложить деньги?

А.Н. – Пройдет год–два?

А.С. – Нужна технологическая проверка, еще нужно получить статистику экспериментов, поэтому пройдет примерно 2 года.

Ю.Н. – С какой периодичностью будут ставиться эксперименты?

А.С. – Они будут идти все время.

Ю.Н. – Каждый день?

А.С. – Не просто каждый день. Пучок энергии огибает кольцо 11 тысяч раз в секунду.

Ю.Н. – Ого.

А.С. – Там большие скорости, большие энергии. Эксперименты будут проходить все время, но надо накопить очень большой объем информации. Это тема отдельного разговора. Должен быть такой объем информации, чтобы он превосходил все мыслимое.

Ю.Н. – Это естественно, потому что под микроскопом можно посмотреть все на свете.

А.С. – Это такой микроскоп, который дает невероятное количество информации, правда, надо ее еще уметь извлечь.

А.Н. – Хорошо, подождем еще два года. Думаю, за эти два года какие–то новости оттуда придут.

А.С. – Обязательно будут.