Истините, които крие теоретичната физика, много наподобяват на миражите в пустинята - на човек все му се иска да ги доближи, струва му се, че е само на крачка, но след миг пустошът и нищото го отрезвяват. Днес, когато учените са на крачка от бленуваната още от Айнщайн "Единнна теория", когато има ускорители, задвижващи частици до скорост, близка до скоростта на светлината, когато десетки телескопи пъплят из Космоса и намират отблясъци от звезди с датировка почти от раждането на Вселената, може да се окаже, че отново ще се наложи да се отрезвяваме. Нищо че вече е 2005 г., нищо, че тя е обявена от ООН за година на физиката.



-----------

Опасността отново да се окаже, че всъщност знаем много малко, е като че ли най-голямото предизвикателство пред теоретичната физика в момента. "Имаме чувството, че разбираме и че малко ни трябва да доразберем. Но дали е вярно това чувство или не, не е ясно, защото същото усещане са имали физиците и преди Айнщайн да им преобърне света преди 100 години", поснява акад. Матей Матеев, ръководител на Катедрата по теоретична физика в Софийския университет.

За тези съмнения си има и съвсем реални причини. Една от тях е откритието на американски телескоп от последните 1-2 години, че Вселената не само се разширява, но се разширява с ускорение. Досега учените се питаха ще спре ли това разширяване, започнало след Големия взрив, ще застане ли Вселената в покой или пък дали няма да започне свиване. Но никой не е предполагал, че планетите, звездите, галактиките се отдалечават едни от други с определено ускорение. Това откритие е шокиращо за учените - значи



има нова, непозната сила,



която движи света. Тази сила очевидно не е гравитацията, която е сила на привличане. Някои предполагат, че става въпрос за антигравитация, която е сила на отблъскване. Но никой не е сигурен.

Има и още едно предизвикателство, което препотвърждава бездните в познанията ни за света. Учените са открили, че едва 10% от материята във Вселената е тази, която ние познаваме. Останалото е наречено тъмна материя - нещо неподчиняващо се на обикновените закони на механиката. Още по-отчайващото е, че ние не познаваме и 90% от енергията. "Това са два чудовищни въпроса пред съвременната физика", коментира акад. Матеев. Така че смело можем да твърдим, че не познаваме 90% от света.

С това, разбира се, поводите специалистите по теоретична физика да си скубят косите съвсем не се изчерпват. "В момента в теорията има около 80 въведени ad hoc параметри, които ние не можем изобщо да обясним", признава акад. Матеев. Какво означава това? Под теория си представете продължителни листове с математически пресмятания без видими начало и край. Е, 80 от основните за тези пресмятания параметри, т. е. цифри, не могат да се обяснят теоретично, т. е. те не могат да се изведат от формулите, а са вкарани в тях просто защото са измерени в природата. А във физиката, ако нещо не може да се изведе от формулите, си е голям проблем и никакви измервания не могат да го заместят.

Голямо изпитание пред теоретичната физика е и да докаже, че всички взаимодействия, т. е. сили, в природата имат еднакъв произход. Тези взаимодействия са електромагнитното, силното (ядрено), слабото (определя разпада на частиците) и гравинационното. А да имат общ произход означава тези четири сили да



произхождат от една единствена сила



Но за да сме сигурни, че това е вярно, трябва да се докажат две неща - че съществува още един клас нови частици и че протонът се разпада.

Интересното на тези нови частици, наречени суперчастици, е, че те създават един нов свят, който ние още не познаваме. Този свят участва във взаимодействията в природата и това учените вече го усещат. Суперчастиците са например едно от обясненията за тъмната материя и тъмната енергия. Някои от тези частици още не са открити, но вече имат имена: двойникът на фотона (единицата на светлината) е фотино, на гравитона (единицата на гравитацията) е гравитино. Тези частици в естествен вид са се появили само когато се е раждала Вселената и ние днес можем да ги създадем единствено в изкуствен вид.

Друго предизвикателство пред физиката е да каже бил ли е и е ли многоизмерен светът. Изчисленията в някои теории показват именно това. "Но дали е вярно - в бъдеще трябва да се установи само експериментално. Физиката е преди всичко експериментална наука", обяснява теоретикът акад. Матеев. Дори Айнщайн е получавал подобни резултати, но е знаел как от теория с 5 измерения да мине към обичайните за нашето пространство-време 4. "Междудругото,



5-ото измерение



трябва да си го представяме пространствено, не времево", отбелязва още физикът. С това изпитанията към теоретичната физика ни най-малко не се изчерпват. Учените бяха шашнати преди известно време, когато бе измерена масата на неутриното. Вярно, не е много тежка - 100 000 пъти по-лека от електрона, но досега науката се кълнеше, че тази частица няма маса. За неутриното е интересно и друго - преминава безпрепятствено през материята. За нея Земята е по-прозрачна, отколкото прозорецът за Слънцето.

Всички тези предизвикателства обаче са част от едно още по-голямо - Теорията за всичкото. Мечтата на Айнщайн да се създаде Единна теория за всичко, което е около нас, вече има и материализиран вид. Нарича се М-теория. В основата й са теориите за струните.



Струните са най-елементарните частици,



които изграждат познатия ни свят. Те са по-фундаментални дори от електроните и кварките (кварките изграждат протоните и неутроните в атома), които се считаше, че са толкова елементарни, че нямат своя структура. Струните са едноизмерни или двуизмерни. Счита се, че от тях тръгва всичко - по-сложните частици, а може би и четирите основни взаимодействия. Учените не смеят да броят годините, които ще са им необходими, за да придадат завършен вид на теорията. Той трябва да включва отговорите на всички поставени дотук въпроси.

От всички борби, които предстоят на теоретичната физика, най-мъчителната изпъква в изказване на професор от Колумбийския университет: "Едно от големите предизвикателства пред теоретичната физика е майсторството на учения да забрави за натрупалите се в него слоеве интуиция. Той трябва да е готов да разкрива неща, които не може да си представи, които са прекалено далечни за нашето възприятие за света".

------

КАРЕ

Защо е необходима Единна теория?



Причината учените да търсят единна теория, която да обяснява всичко около нас, е в някои несъответствия между двете най-големи теории на нашия век - Общата теория на относителността и Квантовата теория. Айнщайн казва, че колкото обектите са с по-голяма маса, гравитационното привличане между тях също е по-голямо, както и обратното. Това означава, че в микросвета, разглеждан от квантовата теория, привличането между частиците би трябвало да е нищожно, а то е много силно.

Привържениците на М-теорията считат, че тя решава до известна степен това противоречие, като го обяснява с влиянието на другите сили, не само на гравитацията върху частиците, а и с действието на суперчастиците.

"Всичко това обаче не означава, че микро- и макросветът са в конфликт. Напротив, те преминават един в друг. Просто законите на микросвета не се проявяват в макросвета, защото вероятността да се проявят при големи маси е нищожна", обяснява акад. Матеев.

Спорът около нуждата от единна теория е въпрос на вкус, смята още той. Част от учените искат да имат цялостна теоретична картина за света. Останалите смятат тази дързост за безсмислена, тъй като експерименталната проверка на теорията ще се отложи в твърде далечното бъдеще.

-----