Тёмная энергия и тёмная материя – это своего рода «спецтермины», кодирующие факт полного непонимания наукой того, что представляют собой 95% вселенной. Но уже появился, однако, и термин другой – кодирующий начало Великого Прозрения…
[ Очередной эпизод сериала ОЧП ]
На сайте научных препринтов arxiv.org, где уже лет тридцать выкладывают свои новые работы учёные физики, математики и компьютерщики всего мира, в 2014 году впервые появились две публикации, имеющие в названии новое словосочетание: Floquet Engineering [o1].
В течение следующего 2015 года такого рода статей было выложено 3, потом 4, затем 5, а в 2018 уже 15 – сразу в три раза больше.
К концу 2023 число появившихся за год публикаций с парой этих слов в заголовке выросло до трёх с половиной десятков, откуда несложно сообразить, что в науке физике вокруг некой малоизвестной публике темы под названием «Инженерия Флоке» (ИФ) явно происходит нечто интересное. Но пока что отражаемое в СМИ очень вяло и почти незаметно. Отчего, скажем, всеведающая Википедия про это дело пока что не может сообщить вообще ничего.
В недалёком будущем, однако, про инженерию Флоке начнут говорить и писать повсюду – как о долгожданном и воистину революционном прорыве на передовых научных рубежах. Но вот насколько скоро наступит это самое будущее, пока что прогнозировать сложно. Ибо машина прогресса, как известно, далеко не всегда движется быстро, а тормозами тут могут оказываться самые разные обстоятельства.
Но ничто не мешает, впрочем, уже сейчас популярно рассказать про фундаментально важную суть и замечательные перспективы у этого нового направления научных исследований. И дабы рассказ такой смотрелся поярче, имеет смысл подобрать для него подобающий контрастный фон.
Иначе говоря, для начала рассмотрим вкратце несколько типичных свежих публикаций в респектабельных научно-популярных СМИ. Где читающий народ в очередной раз содержательно информируют о бесплодных попытках науки постичь великие загадки тёмной энергии и тёмной материи, а попутно громят лженаучные изыскания всяких проходимцев, обещающих народу даровую «энергию нуль-точки».
Три статьи о том, чего нет
(1)
В выпуске журнала Scientific American за декабрь 2023 опубликована статья «Космический сюрприз» [o2] в честь юбилея большого, но весьма необычного открытия науки. Суть необычности этого достижения вполне передаёт уже подзаголовок публикации: «25 лет назад учёные открыли тёмную энергию. Что это такое, они всё ещё пытаются выяснить…»
Иначе говоря, несомненные факты экспериментальной науки и космических наблюдений совершенно определённо опровергли лучшие и общепринятые среди учёных теории об устройстве космоса. В своей совокупности эти факты получили условное название «тёмная энергия», а согласно математическим расчётам на эту загадочную вещь приходится свыше двух третей всей массы-энергии вселенной.
Большая журнальная статья даёт ныне общий обзор развития всей этой интересной ситуации на протяжении четверти столетия, однако итог научных изысканий здесь можно подвести коротко и просто. Абсолютно ничего содержательного [i1] о природе тёмной энергии пока что сказать учёные не могут.
Отчего и завершает статью такая цитата от Сола Перлмуттера, одного из первооткрывателей тёмной энергии, удостоенного за это достижение Нобелевской премии:
Когда-то давно Сол Перлмуттер сказал так: «Учёных к науке физике обычно привлекает не желание понять то, что нам уже известно, но желание ухватить природу в такой момент, когда она делает действительно престранные вещи. Нам нравится тот факт, что наша обычная интуиция об окружающем мире вполне может быть обманута.»
Ныне, когда Перлмуттеру напомнили ту его давнюю цитату, он ответил: «Я очень рад, что сказал именно так. Потому что это и сегодня сильно передаёт ощущение от того, что наблюдается вокруг.»
Возвращаясь, однако, к теме прогресса (или полного его отсутствия [в делах с постижением тёмной энергии]), он говорит так: «Дела продвигаются медленно». И тут же смеётся: «Загадка – это замечательно, но ещё лучше было бы иметь чуть побольше результатов со стороны экспериментальных или теоретических исследований»…
Короче, большие учёные красиво рассуждают о привлекательности научных загадок, попутно продолжая сетовать на нехватку сильных результатов. Но при этом совершенно не желают замечать, что не где-то там в далёком космосе, а непосредственно у них под носом давно имеются поразительные и легко воспроизводимые эксперименты с «престранными вещами» природы. С такими феноменами, которые не только опровергают «обычную интуицию» учёных, но и стабильно [i2] демонстрируют нарушение закона сохранения энергии…
Вот только мировые СМИ старательно об этом не пишут. А потому и никто из серьёзных физиков как бы «не видит» такого рода вещи, даже не пытаясь искать им объяснения.
(2)
В одном из декабрьских выпусков еженедельника New Scientist темой номера стала обзорная статья «Чудесные частицы аксионы» [o3]. Здесь подзаголовок публикации поясняет суть теоретического «чуда аксионов» примерно такими словами: «Возродившаяся частица, названная в честь моющего средства, могла бы решить величайшие из загадок космоса».
Дабы, опять-таки, не пересказывать здесь большой текст про то, чего реально у науки нет, достаточно ограничиться сутью. А суть статьи сводится к одной математической конструкции, ещё в 1970-е годы придуманной молодым в ту пору теоретиком Фрэнком Вильчеком и описывающей некую гипотетическую (чрезвычайно лёгкую) частицу «аксион», которая могла бы помочь в понимании особенностей сильных ядерных взаимодействий.
Обнаружить такой аксион в экспериментах никто не сумел, на время про него забыли, но потом было замечено, что эта же гипотетическая частица могла бы теоретически решить загадку «тёмной материи». То есть при нужном подгоне массы обосновать формулами ещё один достоверный факт озадачивающих наблюдений. Указывающих на то, что известная нам материя составляет лишь одну шестую или примерно 15% от всей материи, имеющейся во вселенной.
Конечно же, всем понятно, что и тут для подкрепления математического объяснения частицу аксион настоятельно требуется обнаружить в экспериментах. Но именно этого сделать никому по-прежнему не удаётся никак.
Зато в последние годы удалось привлечь ту же самую математику ещё и для теоретического «объяснения» феномена тёмной энергии. Здесь масса всегда неуловимого аксиона, правда, тоже оказывается по прикидкам совершенно не такая, как у аксиона первоначального или у аксиона тёмной материи, но и для этих нестыковок у гибких теоретиков всегда есть наготове ответ:
Вполне возможно, что аксионы не появятся лишь в одном обличии. Стандартная модель частиц весьма сложна, там есть и протоны, и нейтроны, и кварки, и электроны, и всё такое прочее. Почему же аксионы должны быть простыми? Вполне вероятно, что если аксионы существуют, то тогда их обнаружится целый диапазон – от сверхлёгких до относительно тяжёлых. Это было бы очень естественно, иметь семейство таких частиц – где каждая применяется для решения своих проблем…
Короче говоря, учёное сообщество абсолютно не смущает тот факт, что гипотетическую чудо-частицу, придуманную почти полстолетия назад, никто и никогда не наблюдал в экспериментах. Главное, что эта математика вписывается в Стандартную Модель частиц и при этом как бы «объясняет» те 95 процентов вселенной, что в совокупности приходятся на тёмную энергию и тёмную материю. О природе которых наука, если честно, пока что не знает вообще ничего.
Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек [i3], явно довольный нынешним возрождением детища своей молодости, говорит об этой ситуации так:
«В теоретическом смысле нет никакого другого пути, чтобы решить те проблемы, которые решает аксион. Так или иначе, но эта частица просто обязана существовать.»
На самом деле именно такой – другой – путь у науки не только имеется, но и давно плодотворно разрабатывается. Вот только никакого отношения к Стандартной Модели частиц этот путь не имеет. Отчего и теоретики СМ его как бы «не видят». А чтобы нам увидеть этот маршрут ясно и отчётливо, полезно для фона обратить внимание ещё на одну недавнюю публикацию СМИ.
(3)
На известном в Сети научно-популярном медиапортале Big Think, что в зависимости от настроения и чувства юмора можно переводить как «Масштабное мышление» или «Думы мудрецов», в ноябре 2023 была опубликована занятная статья под названием «Почему энергия нуль-точки это жульничество» [o4].
В этой публикации весьма авторитетный физик Дон Линкольн, как «ведущий учёный центра-ускорителя Fermilab, соавтор свыше 1500 научных статей, сооткрыватель топ-кварка и бозона Хиггса, автор нескольких научно-популярных книг, лауреат всяческих премий и т.д. и т.п.» просвещает доверчивую публику, дабы уберечь её от ядовитых и вредных идей всяческих околонаучных проходимцев. Сулящих народу доступ к такой даровой энергии, которую можно без ограничений черпать в любой точке пространства.
Общепринятый в науке термин для такого рода феномена звучит как «энергия нуль-точки». А автор Дон Линкольн в первых же строках статьи сразу признаёт, что энергия нулевой точки – это действительно вполне серьёзная и хорошо обоснованная научная концепция. Ибо она означает «самую нижнюю» энергетическую конфигурацию системы, находящейся в пустом пространстве.
Под «пустым пространством» подразумевается такое пространство, где нет никакой материи, никаких внешних энергетических полей, нет ничего, одним словом. Поэтому есть основания рассматривать объём пустого пространства как его «энергию нуль-точки» Вселенной.
Но при этом — и именно тут (предупреждает автор) появляются проходимцы — пустое пространство не является подлинно пустым. Потому что согласно законам квантовой механики, на чрезвычайно малом ультра-субатомном уровне масштаба повсюду имеется постоянное энергетическое поле, пронизывающее всю вселенную. Причём у экспериментальной науки есть очень тонкое и чувствительное оборудование, подтверждающее, что энергия нуль-точки — это вполне реальная вещь.
Более того, соответствующие подсчёты теоретиков показывают, что даже в совсем небольшом объёме любого пространства содержится реально гигантская энергия. Так что в полном согласии с квантовой теорией действительно можно утверждать, что количество энергии нуль-точки, содержащейся, скажем, в объёме всего лишь одной лампочки освещения, если эту энергию высвободить, оказывается достаточным, чтобы вскипятить воду всех океанов Земли.
Главный тут момент, однако, содержится в словах «если её высвободить». Ибо современная серьёзная наука абсолютно уверена, что сделать это просто невозможно. В частности, Дон Линкольн объясняет суть уверенности примерно так:
Вспомните, что мы тут говорим о пространстве, в буквальном смысле пустом. Где нет абсолютно никакой материи и никаких внешних полей. Единственная тут энергия — это энергия самого пространства, которая так и называется «энергия нуль-точки».
Но вы же не можете удалить пространство из пространства. А потому вы не можете и взять энергию нуль-точки. И ещё, энергия нуль-точки, являясь свойством пространства, остаётся одной и той же повсюду. Вы не можете взять и передвинуть часть такой энергии из «этого пространства» в «то пространство», или наоборот. В пространстве не бывает мест с меньшим или большим количеством энергии нуль-точки.
Именно эта однородность энергии опровергает все утверждения мошенников, сулящих вам даровую энергию. Однородную энергию невозможно использовать. Энергию можно использовать лишь там, где она движется или изменяет форму…
На этом цитирование авторитета пора завершить. И на всякий случай напомнить, что мудрейшие светила нашей науки пока что не имеют ни малейшего представления об устройстве 95% в природе массы-энергии Вселенной. Но при этом имеется глубокая – по сути своей религиозная – вера в то, что эту энергию мы использовать никак не можем.
Если на этом месте читатели начинают подозревать, что с логикой аргументов у нашей науки дела в данном вопросе выглядят как-то не очень убедительно, значит, вводную часть пора заканчивать. И переходить, наконец, к рассказу о таких новых открытиях учёных, которые не только возвращают в науку более внятную логику и здравый смысл. Но и, главное, существенно расширяют наши представления о сути тех – вовсе даже и не «тёмных» – компонентов, что составляют основную часть Вселенной.
# # #
Дополнительное чтение:
[i1] Додекаэдрон, СинХрон и Лохотрон
[i2] Тюрьма для Ассанжа и Законы сохранения для физики
[i3] О существенно других великих идеях Фрэнка Вильчека, действительно важных для нашей истории: Свет небесный, Материя земная и табу на Эфир ; Вихревые кристаллы и дискретная структура пространства
# #
Основные источники:
[o1] Marin Bukov et al. Universal High-Frequency Behavior of Periodically Driven Systems: from Dynamical Stabilization to Floquet Engineering. arXiv:1407.4803 ; Mónica Benito et al. Floquet engineering of long-range p-wave superconductivity. arXiv:1409.0546
[o2] The Cosmic Surprise. By Richard Panek. Scientific American, December 2023, pp 62-71
[o3] Wonder axions. By Jonathan O’Callaghan. New Scientist, 2 December 2023, pp 32-35
[o4] Don Lincoln. Why zero-point energy is a scam. BIG THINK: Hard Science — November 15, 2023
#
книга новостей 