Висунута ідея про те, що всі елементарні частинки являють собою не що інше, як... чорні діри.
Таке майже фантастичне припущення висловили Ді Сі Чен (D C Cheng) і Дональд Койн (Donald Coyne), чия наукова кар'єра обірвалася минулої осені через смертельну хворобу.
Але для початку нам потрібно трохи теорії. Чорні діри зовсім необов'язково являють собою гігантські «космічні пилососи», які поглинають все підряд. Вони можуть бути і мініатюрних розмірів, і абсолютно крихітних, головне - щоб в цій області простору (якою б обширною або маленькою вона не була) гравітація була така сильна, що ні матерія, ні випромінювання не могли її покинути. Ми, до речі, розглядали гіпотетичний випадок того, що трапиться з нашою планетою, якщо в неї вріжеться не зіркова, а мініатюрна чорна діра - читайте про це: «Дирокол».
Чорні діри можуть бути і зовсім маленькими - як кажуть фізики, «планківськими», з мінімально можливою масою (10-8 кг) і розмірами (10-35 м). За розрахунками, щільність такої діри - максимально можлива для речовини і досягає 1094 кг/м3.
Тепер доведеться повернутися до гравітації. За сучасними уявленнями, ця сила настільки потужно проявляє себе на величезних відстанях і з величезними масами зірок, галактик і зоряних скупчень, на рівні елементарних частинок проявляє себе набагато слабше, ніж інші три фундаментальні взаємодії, і її можна просто ігнорувати.
І, до речі, навпаки: іншими взаємодіями можна знехтувати, коли ми говоримо про великомасштабну структуру Всесвіту; тут панує гравітація. У цьому, можна сказати, складається одна з найголовніших проблем сучасної фізики: не виходить створити єдиний апарат, теорію, здатну однаково ефективно «працювати» на рівні і елементарних частинок, і цілих галактик.
Однак, на думку деяких фізиків, на самому крихітному з допустимих в нашому світобудові масштабів - на рівні планківських величин, мельче якого нічого не може бути - гравітація знову вступає в свої права. Тут панує Теорія Суперструн, згідно з якою Всесвіт має не чотири, а куди більше вимірювань, просто вищі (крім 3-х просторових і 1-го временнОго) «згорнуті» в утворення розмірами якраз порядку планківських. (Детальніше про цю дивовижну версію світобудови можна прочитати в статті «Струнний концерт для Всесвіту»). І саме в цих вищих вимірах гравітація не втрачає своєї «сили», як це відбувається в чотирьох вимірах, звичних нам. Це допущення і робить можливим наступний крок, який здійснили Чен і Койн.
Вони задалися питанням: які властивості матимуть чорні діри таких розмірів? І показали, що властивості цих планківських чорних дір (ПЧД) виявляються досить різноманітними - і набагато більш цікавими, ніж можна було очікувати. На цьому рівні світобудова виступає «квантованою», вона не безперервна, і об'єкти отримують і віддають енергію порціями - квантами - так що і ПЧД можуть перебувати лише на певних енергетичних рівнях, що відповідають різним «порціям енергії».
Більш того, за розрахунками Чена і Койна, ПЧД повинні бути досить поширеними, настільки, що вони роблять і припущення: «Всі елементарні частинки можуть являти собою різні види стабільних чорних дір».
Не варто спокушатися і будувати на цьому висловлюванні занадто амбітні плани і висновки. Припущення Чена і Койна потребує найсерйознішої перевірки - як теоретичної, так і експериментальної, з чим, можливо, допоможе той Найбільший Адронний Коллайдер, про який так багато було розмов минулого року. Тоді «TechInsider» не залишилася осторонь і самим докладним чином розповіла, як він влаштований, для чого потрібен, хто і скільки за нього платить - і які пісні про нього співають. Читайте: «Поки не стався БАК».
Публікація Physics Arxiv