Вообразим, однако, что на одном из этих листков случайно оказалась крохотная капля жира или чернил. Можно не сомневаться, что она обнаружится и на «плоскости», образовавшейся при плотной укладке листков друг на друга, и на «линии», образующейся при скатывании этой «плоскости» в цилиндр. Двумерный физик, живущий на этой «плоскости», или одномерный физик, живущий на «линии», скажут скорее всего, что это пятно, проступающее в их (двумерном или одномерном) «пространстве», проникло в их мир из других («компактно уложенных», а потому незаметных) измерений. Заменим слово «пятно» выражением «антигравитационное поле» (или «поле квинтэссенции», как называет его Альбрехт), и мы получим качественное описание сформулированной выше «безумной» гипотезы американского космолога.
Как объясняют доктор Андреас Альбрехт и его соавтор Константинос Скордис в своей статье, опубликованной в ведущем физическом журнале «Физическое обозрение. Письма» («Physical Review Letters»), «поле квинтэссенции», проникающее в нашу Вселенную из других измерений, напоминает слабое гравитационное поле. Вместе с собственным гравитационным полем нашей Вселенной оно «истончается» по мере расширения нашей Вселенной; вместе с гравитационным оно противодействует этому расширению; но, в отличие от обычного гравитационного поля – и в этом его особенность, в какие-то моменты вдруг меняет знак, то есть становится «антигравитационным» и начинает помогать расширению Вселенной, ускоряя его. Как считают Альбрехт и Скордис, эти перемены знака вызваны самим фактором «истончения» поля, которое в случае «квинтэссенции» почему-то происходит неравномерно. Можно представить себе, что когда-то какой-то случайный «первичный сбой» породил первую перемену знака «поля квинтэссенции», а затем начался уже процесс периодических (или апериодических) таких перемен.
Любопытно, что к аналогичным выводам независимо От Альбрехта и Скордиса пришли также некоторые другие теоретики, занимающиеся теорией суперструн (Н.Аркани-Хамед, Л.Холл, Х.Мурайямаи К.Кодда). Они попытались обойти некоторые математические трудности, возникающие в этой теории, путем упрощения процедуры «компактификапии лишних измерений». В их новом варианте теории эти измерения свертываются уже не так туго. Хотя размеры лишних измерений и при новой процедуре упаковки все равно остаются намного меньше размеров атомного ядра, но они больше, чем в прежних вариантах теории, и это дает некоторые преимущества при расчетах. Но одновременно выяснилось, что при такой «неплотной» упаковке лишних измерений силы «струнного взаимодействия» могут заполнить нашу Вселенную особым энергетическим полем, похожим на «поле квинтэссенции», постулированное А.Альбрехтом. Так что его «безумная» идея становится несколько менее безумной – хотя бы в том смысле, что ее разделяют и другие.
Нам с вами, конечно, трудно судить, насколько эта идея продуктивна, даже сами ее создатели этого наверняка еще не знают. Но поскольку такие и всякие иные «безумные» идеи то и дело появляются в науке, а порой – как в случае того же Бора или Эйнштейна – ее оплодотворяют, имеет смысл коллекционировать их и время от времени, разложив перед собой свою коллекцию, по мере возможности в ней разбираться.
Плохо другое. Разговоры о «других измерениях» и «проникающих» оттуда «особых энергиях» так похожи (разумеется, внешне) на иные безграмотные – и очень модные нынче – рассуждения о «паранормальных явлениях», «астрале» и «сбрасывании положительной энергии» с кончика пальца, что иной читатель может – на слух, по сходству – принять одно за другое. Но с этим ничего не поделаешь: науку испокон веков сопровождает псевдонаука, а то и просто шарлатанство, прикрытое шелухой краденой терминологии. Уберечь от смешения с ними может лишь трудный процесс постижения истинной сути научных теорий и гипотез.
Рафаил Нуделъман
Снежный ком Земля
Название этой статьи заимствовано не из научно-фантастического романа или фильма. Так формулируется гипотеза, выдвинутая четырьмя американскими учеными из Гарварда – П. Хоффманом, Д. Шрагом, Дж. Хальверсоном, А. Кауфманом. Эта гипотеза вызвала большой интерес специалистов, так как предлагает решение сразу четырех парадоксов, которые давно уже не давали покоя всем, кто занимался прошлым Земли.
Авторы предлагают весьма фантастическое на первый взгляд решение этих парадоксов. Они выдвигают предположение, что в далеком прошлом, 600 – 700 миллионов лет тому назад, в истории Земли были такие длительные, в миллионы лет, периоды, когда она целиком покрывалась километровой толщины ледниками, превращаясь в своего рода космических размеров снежный ком.
Первый из парадоксов был обнаружен уже сорок лет назад, когда американский геолог Харланд установил, что во многих местах планеты прибрежные, находящиеся на уровне моря слои древних скал неопротерозойского периода (это именно то время, о котором речь) покрыты остатками ледниковых наносов даже в тропических широтах. Это было необъяснимо, потому что сегодня лед в тропиках лежит лишь в горах, не ниже пяти тысяч метров, и даже в последний ледниковый период не спускался ниже четырех тысяч метров.
Второе недоумение вызвал тот факт, что вскоре вперемежку с этими наносами были обнаружены отложения, необычно богатые железом. В нынешних условиях, когда в земной атмосфере присутствует свободный кислород, свободное железо немедленно окисляется, а между тем существуют надежные основания полагать, что в неопротерозойский период состав атмосферы был почти такой же, как сейчас.
Еще одну загадку представляет собой повсеместно наблюдаемая закономерность: ледниковые наносы в тропических широтах всегда покрыты толстым слоем богатых карбонатом скал, а известно, что карбонат выделяется из морской волы при ее нагреве и растворяется при охлаждении. Дело выглядит так, будто тропические моря когда-то охладились, а затем довольно быстро прогрелись за счет повышения температуры воздуха почти до пятидесяти фадусов.
И наконец, анализ этих карбонатных отложений на соотношение изотопов углерода (один из которых участвует в биохимии жизненных процессов и потому указывает на существование или не существование жизни) приводил к выводу, что железо было включено в скальные породы во времена длительных, в миллионы лет, перерывов какого-либо биологического присутствия. Что могло вызвать такие огромные перерывы в эволюции?
Все эти загадки и парадоксы были известны давно, и попытки их объяснения предпринимались многими учеными. В 1960-е годы Харланд первым отважился высказать мысль, что в неопротерозойские времена Земля замерзала даже в тропиках. Примерно тогда же к аналогичному выводу, но по совершенно иным причинам пришел ленинградский геофизик Михаил Будыко, один из первых моделировщиков земного климата. Его расчеты показали, что при сильном уменьшении концентрации углекислого газа в атмосфере может произойти резкое снижение парникового эффекта и охлаждение воздуха, что вызовет распространение снега и льдов к экватору; это увеличение площади под снегом и льдом, которые сильно отражают солнечный свет, вызовет еще большее охлаждение, и такая цепная реакция может привести в конечном счете к замерзанию всей земной поверхности. Необходимым условием этого, по расчетам Будыко, является уменьшение интенсивности излучения Солнца на 6-7 процентов против нынешней, но именно такую яркость Солнце имело 600 – 700 миллионов лет назад.
Будыко назвал найденное им решение климатических уравнений «решением белой Земли» или «ледяной катастрофой», но не придал ему особого значения: в те времена никто не мог себе представить, что такое возможно.
Серьезным возражением был и вопрос: случись подобная катастрофа в действительности, что могло прервать такое обледенение?
На этот вопрос дал ответ американский геолог Джозеф Киршвинк. В 1992 году он высказал предположение, что сдвиг тектонических плит, на которых плавают континенты, должен был вызывать постоянное появление все новых и новых вулканов, которые выбрасывали в атмосферу замерзшей Земли большие количества углекислого газа. В условиях полностью замерзшей Земли (Киршвинк назвал ее в своей статье «снежным комом») углекислый газ должен был накапливаться в атмосфере до тех пор, пока вызванный им «парниковый эффект» не поднял ее температуру настолько, что льды могли отступить.