простейших вариантах теории, и должно превышать сто тысяч миллиардов миллиардов миллиардов лет. Сейчас обсуждаются проекты и строятся детекторы с массой, превышающей десятки тысяч тонн.
Подчеркнем, что описанному выше распаду за счет рождения виртуальных X- и Y-бозонов подвержены не только протоны, но также и нейтроны в стабильных атомных ядрах. Такие распады нейтронов должны происходить столь же редко, как и протонов.
Приведем еще следующий любопытный факт. Впервые нижний возможный предел жизни протона был оценен физиком Гольдхабером, который использовал в качестве массы детектора… человеческое тело, а в качестве счетчиков — здоровье человека! Он рассуждал следующим образом, Распад протонов (и нейтронов в стабильных ядрах) в теле человека порождает процессы, аналогичные радиационным, разрушающим кости.
Известно, что за время человеческой жизни (около 70 лет) эти процессы, если они и есть, то совершенно незаметны, чтобы повлиять на наше здоровье. Отсюда можно оценить максимальную дозу излучения, которую мы получаем в течение жизни из-за распада протонов, а значит, и количество распавшихся протонов за 70 лет. Зная это число, уже легко рассчитать минимально возможное время жизни протона. Оказывается, что протон должен жить в среднем не менее десяти миллионов миллиардов лет. Конечно, эта оценка много грубее приведенных выше, но зато она и получена совершенно элементарным путем.
Итак, пока распад протона не обнаружен экспериментально и продолжаются упорные поиски этого процесса, требующие, помимо всего прочего, огромных материальных затрат для строительства гигантских подземных лабораторий. Физики надеются на успех таких экспериментов.
Несмотря на отсутствие пока прямых экспериментальных данных, вся совокупность наших физических знаний указывает на то, что вещество Вселенной нестабильно и хотя очень медленно, но распадается.
Мы помним также, что медленно происходит и процесс квантового испарения черных дыр, которые остаются после смерти некоторых массивных звезд и существуют в ядрах галактик.
Таким образом, и остывшие звезды, и разреженный газ, а затем и черные дыры в далеком будущем исчезнут из Вселенной.
Наконец, в столь отдаленном будущем, что не хочется даже называть цифры, во Вселенной останутся только редкие электроны и позитроны, разбросанные в пространстве на гигантские расстояния друг от друга. Какие-либо процессы во Вселенной будут невероятно медленны, но зато и пространственные масштабы будут невообразимо большими. Так закончится взрыв Вселенной в далеком будущем, так необъятно разольется река времени, исчезая в бесконечности, насколько нам удается проследить за ней мысленным взором.
Но давайте вспомним, что есть и другая возможность, которую специалисты считают более вероятной. Средняя плотность всех видов материи может оказаться, хоть ненамного, но больше критического значения. Тогда расширение в отдаленном будущем сменится сжатием. Плотность материи будет нарастать, температура повышаться, пока мы не придем к новой сингулярности.
И тогда мы опять приходим к бурным процессам в сингулярности, рассмотренным в предыдущем разделе.
ПОЧЕМУ ВРЕМЯ ТЕЧЕТ И ПОЧЕМУ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ?
Современная наука раскрыла связь времени с физическими процессами, позволила «прощупать» первые звенья цепи времени в прошлом и проследить за ее свойствами в далеком будущем.
А что же говорит современная наука о том, почему, собственно, время течет, и течет только от прошлого к будущему? Надо сказать сразу, что полного, ясного и признанного всеми (специалистами) ответа на этот вопрос не существует. Однако и здесь сделано немало, и с некоторыми фрагментами достижений науки о времени мы сейчас познакомимся.
В посленьютоновскую эпоху физики неоднократно подчеркивали удивительную особенность законов природы: они никак не выделяют направление течения времени от прошлого к будущему.
Мы хорошо знакомы с этим обстоятельством на примере простейших механических задач. Так, например, пусть шарик катится по поверхности, ударяется о стенку под некоторым углом и, отскочив от нее, продолжает свое движение. Мы можем мысленно обратить направление течения времени и представить шарик, катящийся в обратном направлении, последовательно проходящий точки своей траектории в обратном порядке. Мы как бы засняли опыт на кинопленку и прокрутили ее в обратном направлении. При этом будут выполняться законы механики: закон отражения шарика от стенки (угол падения равен углу отражения). Законы механики одинаково хорошо описывают движение шарика и при обычном направлении времени, и когда мы мысленно обратили его вспять.
Чуть более сложный пример. Вот планета, вращающаяся вокруг Солнца по законам, открытым Кеплером. Если изменим направление течения времени (как говорят физики, изменим знак у времени, поменяем «плюс» на «минус»), то получим планету, движущуюся по той же орбите, но в обратном направлении. Законы Кеплера будут в точности выполняться.
Таким образом, законы физики Ньютона одинаково описывают и прямое и обратное движение, совсем их не различая. Они, эти законы, не определяют направление течения времени от прошлого к будущему. Такое свойство физики называют Т-симметрией или Т-инвариантностью. Этим свойством обладают не только законы Ньютона, но и законы электродинамики, и законы специальной и общей теории относительности.
Т-инвариантность позволяет одинаковым методом рассчитывать события и в направлении к будущему, и в направлении к прошлому. Так, например, по законам небесной механики можно рассчитать будущее движение, а значит, и будущие появления на нашем небе кометы Галлея; но с тем же успехом можно рассчитать и когда комета приближалась к Солнцу и Земле в далеком прошлом. Наблюдения подтверждают точность этих вычислений.
В XVIII и первой половине XIX века существовала уверенность, что все процессы в природе сводятся в конце концов к механическому движению и взаимодействию частиц, их притяжению и отталкиванию. В таком случае, зная законы, управляющие этими движениями, можно в принципе любое явление рассчитать и вперед по времени, и назад сколь угодно далеко.
И прошлое, и будущее Вселенной в равной степени могут быть точно вычислены. Они полностью определяются положением и скоростями всех частиц во Вселенной, заданными в какой-то момент, — так считал основоположник небесной механики, французский астроном и математик П. Лаплас (1749–1827). Он писал: «…мы должны рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие ее предыдущего состояния и как причину последующего. Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, обусловливающие природу, и относительные положения всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движение величайших тел Вселенной наравне с движением легчайших атомов — не оставалось бы
