Андрей Сахаров. Наука и свобода

2) «при большой температуре для Вселенной…» — это различие производит нужный космологический эффект за ультракороткое время, пока Вселенная достаточно горяча, и затем результат «застывает»;

3) «сшита шуба…» — иглой, которая была совершенно новым инструментом в физике. Сахаров предположил, что барионный заряд не сохраняется. В частности, это означало, что протон — «кирпич мироздания», считавшийся совершенно стабильным, должен самопроизвольно распадаться.

В конце статьи Сахаров благодарит «за обсуждение и советы» шестерых физиков, начиная с Зельдовича. [371] Зельдович привел Сахарова в Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), к ученикам Померанчука — Б.Л. Иоффе, И.Ю. Кобзареву и Л.Б. Окуню.

371

Сахаров А.Д. Нарушение CP-инвариантности, C-асимметрия и барионная асимметрия Вселенной (Письма в ЖЭТФ 1967) // Сахаров А.Д. Научные труды (М.: Центрком, 1995), с. 219.

Сахаров писал, что «только с некоторой натяжкой может считать себя специалистом по физике элементарных частиц». [372] Итэфовцы могли считать себя специалистами без всяких натяжек, они все знали о C, P, T и обо всем таком. Из дискуссии с ними у Ландау возникла его CP-идея.

И все же Лев Окунь, помогавший Сахарову советами, считает его статью о барионной асимметрии Вселенной «одной из самых глубоких и смелых статей XX века». [373]

372

Сахаров А.Д. Существует ли элементарная длина? (Физика в школе, 1968) // Научные труды, с. 384.

373

Окунь Л.Б. Комментарий // Сахаров А.Д. Научные труды, 1995, с. 150. По свидетельству Л.Б. Окуня, Сахаров пришел в ИТЭФ с вполне уже созревшей идеей и получил там только техническую помощь (Л.Б. Окунь, беседа 24.4.98).

Смелость статьи не вызывала сомнения уже при ее рождении. Ведь Сахаров посягнул на казавшийся незыблемым закон сохранения барионного заряда.

В школе изучают только электрические заряды, сохранение которых заложено в основных свойствах электромагнитного поля. А сохранность барионного заряда не следовала ни из какой глубокой теории барионных сил, эта сохранность опиралась лишь на то, что не наблюдалось иное, — не наблюдался распад протона. Этот факт достоин уважения, и Сахаров проявил свое уважение в том, что количественно оценил темп распада протона в предложенной им теории. Распад оказался «астрономически» медленным, что объясняло, почему он не наблюдался, — требовалась невиданная точность измерений.

Уважать факт, чтить его или беспрекословно подчиняться — решать приходится исследователю. В конце 60-х годов XX века абсолютное большинство физиков-исследователей. и среди них — Зельдович, выбрали абсолютное подчинение барионной симметрии. История провела мини-опрос общественного мнения по этому вопросу и среди теоретиков — отцов американского ядерного оружия. Как раз в 1966 году Р. Оппенгеймер и Э. Теллер в своих статьях выразили безоговорочную веру в закон сохранения барионного заряда. [374] А Теллер на своей уверенности основал даже гипотезу: квазар — это столкновение галактики и антигалактики, которых во Вселенной должно было быть поровну. Как пел в те годы Окуджава: все поровну все справедливо, на каждого умного — по дураку, на каждый прилив — по отливу. И, соответственно, на каждый протон — по антипротону, и на каждую галактику — по антигалактике.

374

Oppenheimer R. Perspectives in modern physics; Teller E. On а theory of quasars // Perspectives in modern physics. Essays in honor of Hans А. Bethe on the occasion of his 60th birthday. Ed. by R. E. Marshak. New York, Interscience Publishers, 1966, p. 13, 461.

Почему в 1966 году Сахаров решил выйти из этого дружного хора? Быть может, он глубже других усвоил только что преподанный урок CP-симметрии, согласно которому в физике, как в правовом обществе, разрешено все, что не запрещено законом Или глубже понял факт космологической асимметрии вещества-антивещества и не стал себя уговаривать, что наблюдаемую с Земли — местную — ассимметрию как-нибудь удастся совместить с общевселенской симметрией. Но фактически речь идет о глубине научной интуиции, которая основывается на фактах и теориях, но к ним не сводится.

Когда в 1948 году Сахаров пришел к мысли, что полученный из рук Зельдовича проект термоядерной бомбы ведет в никуда, и открыл совершенно новый путь, это сработала его научная интуиция. И Зельдович «мгновенно оценил серьезность» его открытия. В 1966-м предложенный Сахаровым путь слишком круто уходил от протоптанных дорог, и Зельдовичу, «на глазах» которого работала интуиция Сахарова, потребовались годы, чтобы оценить его серьезность. Это произошло, когда развитие теории элементарных частиц — для так называемого Великого объединения — также поставило под вопрос стабильность протона. Тогда сахаровское объяснение барионной асимметрии Вселенной заняло наконец свое место в арсенале современной физики.

По словам Окубо, «хотя эта идея кажется сейчас такой простой, понадобился гений Сахарова, чтобы соединить много разных сторон теории в стройную картину». [375]

Картину. эту еще рано вставлять в золоченую рамку. Физики разных стран экспериментально проверяют элементы этой картины. Это обычная судьба развития физических идей, развития, когда, сотрудничая и соперничая, международное сообщество ученых добывает знание для всего человечества.

375

Susumu Okubo, Letter of Nov 14, 1996.

К чему приведет экспериментальная проверка и развитие теории, объясняющей асимметрию вещества и антивещества, мы обязательно узнаем уже в этом тысячелетии. А в обзоре перспектив более близкого будущего знатоки пишут:

Можно себе представить, что Вселенная родилась кособокой, то есть уже с самого начала имела неравные количества частиц и античастиц.<> Теоретики предпочитают альтернативный сценарий, в котором численности частиц и античастиц в ранней Вселенной были одинаковы, но по мере ее расширения и охлаждения частицы стали преобладать. Советский физик (и диссидент) Андрей Сахаров указал три условия, необходимые для накопления этой асимметрии. [376]

376

Quinn H., Witherell M. The Asymmetry between Matter and Antimatter // Scientific American, October 1998, p. 78—79.

Выдвигая в качестве одного из этих условий несохранение барионного заряда — или нестабильность протона — Сахаров, как мы видели, был диссидентом в физике. Он не испугался сказать вслух о том, что увидел своими глазами, когда другие этого еще не видели или не решались увидеть. Действительно ли он разгадал новый закон природы, пока еще неизвестно. Но известно, что тайны природы раскрывают себя только подобным диссидентам.

Если в центре этой главки находится работа Сахарова, то не потому, что эта работа была в самом центре теоретической физики или даже той ее части, которую Сахаров считал своей — «элементарные частицы, гравитация и космология». [377] Сотни теоретиков работали в каждой из этих трех областей — об их приключениях и достижениях написано в других книгах.

377

Сахаров А.Д. Автобиография // Тревога и надежда, 1991, с. 10.

Сахарова отличало то, что он соединял эти три области — элементарные частицы, гравитацию и космологию. В его работе впервые конкретное свойство Вселенной как целого определялось свойствами микромира.

Сахаровское объяснение барионной асимметрии Вселенной в 1967 году лишь открыло новое направление научного поиска, а не закрыло его в виде исчерпывающей законченной теории. Это направление иногда называют космомикрофизикой — соединением физики микромира и мегамира.

До сих пор обнаружить распад протона остается целью экспериментаторов, и цель эта одновременно касается так называемого Великого объединения, призванного объединить все фундаментальные силы природы, за исключением гравитации.

Упругость пустоты

На гравитацию была нацелена другая идея Сахарова. которую судьба подарила ему в 1967 году. К этому подарку был причастен Зельдович, решивший заполнить пустоту вакуумом. Пустое пространство-время эйнштейновской теории гравитации заполнить квантовым вакуумом микрофизики.

Пустое пространство-время тогда уже не напоминало ящик без стенок, наполненный тиканьем невидимых часов. Еще в конце 40-х годов экспериментаторы подтвердили то, о чем теоретики говорили с начала 30-х: если из какого-то сосуда удалить все содержащееся в нем вещество, то останется не безжизненная пустота, как можно по,ать «невооруженным мозгом». Там тихо бурлит жизнь, все время рождаются и погибают — флуктуируют — частицы, и это безостановочное кипение меняет даже цвет пламени. Меняет очень мало, но экспериментаторы ухитрились это изменение заметить. А чтобы забыть о старомодной пустоте, слово это перевели на латынь. Получилось — вакуум.