6 / 14
Г.И. Ловецкий
6
жены экспериментально. Гравитационные волны похожи на световые,
но представляют собой не колебания электромагнитного поля, а возму-
щения, или «рябь» пространства-времени. Электромагнитное взаимо-
действие между электрическими зарядами и магнитами передается по-
средством обмена квантами электромагнитного излучения, фотонами,
которые лишены массы. Электромагнитные силы связывают атомы и
делают возможным химические реакции, а последние — неотъемлемая
часть процесса жизни. Одно из отдаленных, но важных последствий —
появление геомагнитного поля Земли, которое пронизывает литосферу,
гидросферу и атмосферу, действуя на всех представителей неживой и
живой природы: минералы, растения, животных, людей. Жизнь на Зем-
ле могла возникнуть только после дифференциации вещества Земли
(разделение его по свойствам), возникновения земного ядра и, как след-
ствие, геомагнитного поля. Сильные ядерные взаимодействия переда-
ются глюонами, они удерживают протоны и нейтроны в составе атомно-
го ядра и ответственны за современное устройство мира элементарных
частиц. Слабые ядерные силы передаются массивными векторными,
или калибровочными, бозонами, они решают задачу непрерывного пре-
вращения протонов в нейтроны посредством обратного бета-распада, и
даже незначительное изменение скорости протекания этой реакции ока-
зало бы серьезное воздействие на светимость Солнца, а значит, и на
климат на Земле.
Природа силового взаимодействия тесно связана с понятием
непрерывно исчезающих и возникающих виртуальных (ненаблюдае-
мых) частиц, которые являются проявлением элементарных актов
квантового взаимодействия. Обычные частицы оказываются как бы в
облаке бесчисленного количества виртуальных частичек: кварки об-
мениваются бозонами. Если классические частицы не могут порож-
дать и поглощать другие частицы, поскольку это могло бы нарушить
закон сохранения (энергии или импульса), то в микромире в сверх-
малых промежутках времени закон сохранения энергии может вирту-
ально нарушаться, а процессы, происходящие в сверхмалых объемах,
будут сопровождаться местным нарушением закона сохранения им-
пульса. В квантовом мире энергия и импульс непрерывно флуктуи-
руют, а их значения колеблются произвольным образом.
Все переносчики электроядерного взаимодействия были изна-
чально идентичны, и не было ни массы, ни электрического заряда, ни
аромата кварков (верхних, нижних), ни цвета (красного, зеленого,
синего). Чтобы нарушить первичную симметрию более высокого по-
рядка, потребовались хиггсовские поля, кристаллизующиеся при бо-
лее высоких температурах, приводящие к разделению виртуальных
частиц и разделению взаимодействия на сильное и электрослабое.
Второй
процесс характеризует Большой взрыв и инфляцию. Если
первотолчок был связан с основными свойствами ранней Вселенной,
то основная трудность в понимании инфляции заключается в том, что