Айдай Иманкулова Атом как Солнце

Честно признаться, я долго не считала себя достойной того, чтобы замахнуться на тему такого космического масштаба. Покушаться на святыню науки — Периодическую таблицу Менделеева — в роли сурового, академического лектора было бы с моей стороны непростительной дерзостью. Я ведь не маститый физик и даже не состоявшийся в большой науке ученый — у меня нет громких ученых степеней или кафедры. По образованию я химик-органик, но скорее созерцатель, чем академик. И мой взгляд на атом — это взгляд человека, который просто искренне влюблен в логику мироздания.

За моей спиной уже был серьезный багаж — серия из семи метафорических книг, изданных также и в переводе на английский язык. Но в какой-то момент бесконечная, изнуряющая работа над ними меня просто истощила. Накопилась колоссальная творческая усталость, и начала незаметно пропадать вера в собственные силы. На этом сером фоне идея новой книги «Атом как Солнце» казалась почти безумием — звенящая, пустая мысль, которая целиком умещалась в пару предложений, без оглавления, структуры и скелета.

Перебирая на рабочем столе старые черновики, технические схемы и описания прошлых разработок, я ловлю себя на мысли, как удивительно структурирован наш мир. Каждая зафиксированная инженерами строчка, каждый алгоритм или формула — это прежде всего попытка человека найти порядок, обуздать хаос. И именно этот поиск закономерностей в рукотворном мире наталкивает на фундаментальный вопрос: как устроена главная тема книги? Как связать наши земные технологии с великими, незыблемыми законами микромира?

Этот дружеский импульс сработал как мощный квантовый скачок, пусковой стимул, вернувший мне веру в то, что мой мозг устроен правильно. Да, он органически саботирует скучную рутину, уходит в прокрастинацию, но именно этот защитный механизм позволяет мне видеть в химии не сухие строчки уравнений, а настоящее межзвездное фэнтези. Наша жизнь и наши человеческие отношения — это ведь тоже орбиты. Иногда нам жизненно необходим правильный проводник или близкий друг, который вовремя разглядит скрытое ядро нашего потенциала.

Моё личное путешествие к этой мысли началось еще в детстве, в городе Фрунзе Киргизской ССР. Я жила прямо рядом с Национальной академией наук, и на разделительной полосе проспекта Чуй стоял огромный десятиметровый металлический монумент — планетарная модель атома. Для детского сознания эта круглая конструкция с перекрещивающимися кольцами была источником глубокого недоумения. Все памятники вокруг были привычными и понятными: вот стоит человек из мрамора — он совершил подвиг. А этот казался загадочным пришельцем из другой вселенной. Моя мама, преподаватель русского языка и литературы — человек бесконечно далёкий от естественных наук, — не могла ответить на мои настойчивые расспросы и лишь тихо говорила: «Это атом, доченька. Вот пойдешь в школу — там всё поймешь».

И я ждала. Когда в восьмом классе началась химия, предмет поначалу давался со скрипом, я совсем не блистала пятерками. Чтобы не нахватать троек, я пришла на дополнительные занятия к нашей преподавательнице — Анне Сергеевне Селивановой.

Мы упорно разбирали знаменитый «Сборник конкурсных задач по химии» МГУ имени М. В. Ломоносова под редакцией Кузьменко, Ерёмина и Лунина. Это было культовое издание конца девяностых — с виду тоненькая, скромная книжка, внутри которой прятались невероятно интересные, глубокие, но сложные задачи. Для моего тогдашнего уровня это был просто какой-то открытый космос. Я штурмовала его без какой-либо «страховки»: моя мама — преподаватель русского языка, и ни по маминой, ни по папиной линии в нашем роду никогда не было ученых. Природа не наградила меня гениальностью вундеркинда, у меня не было врожденных «химических генов» или профессорской династии за спиной. Была лишь обычная школьница, синдром отличницы которой отчаянно требовал заветную пятерку, и абсолютное непонимание, как подступиться к этой научной Высшей лиге. Единственное, что меня спасало — это феноменальная поддержка моей учительницы. Она буквально сидела и проживала каждую задачу вместе со мной. Как только мы закончили этот сборник, она выдохнула и сразу сказала: «Я за всю свою жизнь не решила столько сложнейших задач, сколько мне пришлось перерешать с тобой за этот период! И всё же мой внутренний перфекционист до сих пор ехидно меня гложет. Намётанный глаз отличницы шепчет, что местами я всё-таки хитрила: где-то халявила, уставая от этого космического уровня, где-то интуитивно догадывалась и подгоняла логику под правильный ответ. Давайте начистоту: если бы я тогда честно, на все сто процентов сама прорешала каждую строчку этого сборника, то в этой книге я вещала бы с позиции суперученого с мировым именем и докторской степенью. Но я была обычным, уставшим подростком, который просто отчаянно боролся со сложнейшей книгой. И именно та битва, в которой я побеждала не только чистым умом, но и упрямством, научила меня главному — как укрощается хаос.

И спустя всего несколько месяцев она внезапно ошарашила меня новостью, что выдвигает мою кандидатуру на школьную Олимпиаду! Я помню свой полнейший шок: «Анна Сергеевна, но почему я? В классе же есть прилежные отличники, которые зубрят каждый день, а я так не умею». И тогда она мягко улыбнулась и сказала фразу, которая перевернула мою жизнь: «Да, ты более ленивая по сравнению с другими. Но я вижу в тебе огромный потенциал и отличную фантазию, которых нет у прилежных зубрил. Тебе просто нужно немного потрудиться».

Эта вера учителя буквально подарила мне крылья. Именно тогда мой детский пазл окончательно сложился: я твёрдо решила поступать на химфак и заодно узнала, что наш таинственный металлический сосед по району во Фрунзе — это Бериллий, четвертый элемент таблицы Менделеева.

Каждый вечер или глубокой ночью, когда я выхожу на улицу и остаюсь один на один с бесконечным звёздным небом, мой мозг отказывается видеть космос безжизненным и далёким. Древние мудрецы были правы: что вверху, то и внизу. И микромир доказывает это с поразительной точностью. Вселенная просто скопировала саму себя: она взяла грандиозное устройство Солнечной системы и повторила этот фрактальный чертёж внутри каждого невидимого кирпичика, из которого сотканы мы с вами.

В нашей Вселенной нет абсолютного покоя — покой мёртв. Атом непрерывно пульсирует: электроны бешено мчатся по орбитам, само ядро вращается, увлекая их за собой, и вся эта микросистема несется в пространстве. Но посмотрите наверх! Наша Галактика точно так же находится в бесконечном, стремительном танце. Солнце и планеты движутся в силу своей массы, вычерчивая сложные эллипсы, вытягиваясь в величественные космические спирали.

Микромир подражает макрокосмосу вплоть до мельчайшего шага. Великая Природа использовала для построения мироздания один и тот же идеальный чертёж. Макрокосмос — это лишь увеличенный до бесконечности атом, а атом — это запертая в невидимую микроклетку галактика.

Эта книга — не учебник. Это паломничество романтика и фантазёра сквозь Периодический закон, попытка перевести строгую симфонию элементов на понятный язык человеческих чувств, звёздных судеб и вселенских пропорций. Я до сих пор смотрю на монумент «Бериллий» глазами той маленькой девочки из Фрунзенского двора — вижу в нём застывший танец маленьких планет вокруг своего невидимого Солнца.

Добро пожаловать во Вселенную, где Атом — это Солнце.

Глава 2. Рождение из ничего: Мировой эфир Менделеева и Кварк-глюонная плазма

Большой адронный коллайдер и закон конфайнмента

Швейцарская земля в окрестностях Женевы мирно дремлет, но глубоко под её зелеными холмами и границей с Францией, на стометровой глубине, затаился настоящий 27-километровый монстр. Физически это гигантская круглая труба размером с кольцевую ветку метро. Внутри неё ученые берут крошечные частицы материи, разгоняют их навстречу друг другу почти со скоростью света и сталкивают лоб в лоб. Это Большой адронный коллайдер (БАК).

В момент столкновения там рождается температура, которая в сто тысяч раз превышает жар в самом центре Солнца! Это самые раскаленные точки во всей нашей Галактике. Почему же сам коллайдер не плавится, а швейцарская земля вместе с Францией не превращается в дымящуюся лужу?

Ответ кроется в триумфе человеческого гения. Этот невыносимый жар вспыхивает в пространстве, которое меньше укола иголки, и заперт в абсолютной, идеальной пустоте — вакууме, где нет воздуха. А теплу, чтобы передаться на железные стенки трубы, нужны молекулы-проводники. Нет воздуха — энергии просто не по чему ползти к металлу. Более того, саму трубу снаружи леденят жидким гелием до температуры, которая холоднее, чем в глубоком открытом космосе. Коллайдер — это термос наоборот: внутри бурлит ярость новорожденной Вселенной, а в миллиметре от неё — абсолютный космический лед.

Зачем человечеству этот циклопический прибор? В фантастических фильмах машину времени всегда рисуют слишком мелкой: мигающие будки, кресла с проводами или футуристичные автомобили. Но в реальности настоящая Машина времени выглядит именно так, как Большой адронный коллайдер.

Если планетарная модель верна, и микромир — это точное зеркало макрокосмоса, то законы движения везде едины. Разгоняя субатомные частицы, физики метафорически разгоняют целые планеты и звездные системы. Согласно законам Эйнштейна, скорость напрямую управляет временем: чем быстрее движется объект в пространстве, тем медленнее для него течет само время. Для частиц, летящих по 27-километровому кольцу БАК, время замедляется в тысячи раз! Крошечная частица, которая в земных условиях должна погибнуть за миллионную долю секунды, на безумной скорости «консервируется» и живет гораздо дольше.

Закольцевав этот субатомный трек, ученые создали настоящую хроно-петлю. В точке лобового удара разогнанных «планет-частиц» выделяется колоссальная энергия, которая буквально завязывает ткань пространства-времени в тугой узел. На микросекунды исследователи прокручивают пленку вселенской истории назад, прорываясь сквозь миллиарды лет в эпоху, когда в космосе не было ни звезд, ни планет, ни даже самого первого атома Водорода.

В то первое мгновение творения весь космос был первородным, бурлящим океаном чистой энергии — кварк-глюонной плазмой.

Космический гид для штурманов микромира

Чтобы не заплутать на субатомном дне реальности, нам понадобятся простые ориентиры. Представьте, что мир — это грандиозный конструктор:

— Кварки — самые мелкие, неделимые «детальки» материи, из которых строится все осязаемое бытие. У них нет внутренних швов, их невозможно расколоть на части. Именно из них позже соберутся сердца будущих атомов — протоны и нейтроны.

— Глюоны (от англ. glue — клей) — сверхмощный, невидимый «космический клей» мироздания. Их единственная задача — намертво связывать кварки друг с другом.

— Кварк-глюонная плазма — первородный доатомный «суп», в котором от адского первобытного жара этот космический клей расплавился, позволив деталькам-кваркам на мгновение стать свободными.

Удивительно, но великий химик Дмитрий Менделеев, не имея суперкомпьютеров, интуитивно чувствовал: перед самым первым элементом — Водородом — в его таблице должно стоять что-то еще. Какое-то абсолютно невесомое, всепроникающее «Ничто», из которого, как из ткани, соткана вся остальная материя. Менделеев отчаянно искал этот «Нулевой элемент» и называл его Ньютонием, или Мировым эфиром.

Современная физика доказала, что его интуиция была гениальной! То, что он искал под именем эфира, физики XXI века воссоздали в коллайдере и назвали кварк-глюонной плазмой. Метафорически это одно и то же: бушующий океан первородной энергии, где наши субатомные детальки-кварки еще не были заперты внутри атомов, а плавали абсолютно свободно. И пусть исторический эфир рисует в голове уютные образы старинных лабораторий, а доказанная плазма пахнет леденящим гелием — обе эти версии рассказывают об одном и том же: наш мир родился из великого, загадочного первородного Супа.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.