Сила и вселенная

Вселенная – это все сущее, а наука – это попытка понять сложный механизм ее работы.

Около 68 % вселенной – это темная энергия, и еще около 27 % – темная материя, о которых ученые практически ничего не знают. Оставшиеся 5 % знакомы нам лучше и включают в себя все атомы, из которых состоит все вокруг нас.

Внутри атома уйма свободного места. Центральная часть, называемая ядром, занимает лишь одну стотысячную долю атома. Таким образом, ваше тело и все, что вас окружает, на 99,99 % состоит из пустоты. Исключением являются фундаментальные силы, поля которых регулируют «пустое» пространство.

В «Звёздных войнах» говорится, что Сила «связывает галактику воедино». Это можно сказать и о гравитации, частицами-переносчиками которой предположительно являются гравитоны. Источником гравитационного поля является масса, и влияет оно тоже на массу, не давая распасться планетам и звездам. Именно благодаря гравитационным полям звезды образуют галактики, а галактики – скопления и сверхскопления.

На атомном уровне это самая слабая из фундаментальных сил. Но она при этом накопительная, то есть чем больше у вас массы, тем больше ее сила притяжения.

Гравитационное поле бесконечно – хоть оно и ослабевает с удалением от источника, оно не исчезает. В 2015 году ученые смогли обнаружить гравитационные волны, образовавшиеся от слияния двух черных дыр на расстоянии 1,4 миллиарда световых лет от Земли.

Сила «Звёздных войн» проникает в героев истории и во все, что они видят. В реальности тоже есть подобная сила, и она связана с электромагнитным взаимодействием (ЭМ).

Электромагнетизм – та сила, которая удерживает части атомов вместе, а также течет через нас всех в виде электромагнитного излучения. Именно эта сила не дает вашей спине провалиться сквозь стул, хотя 99,99 % атомов – это пустое место. Сила электромагнетизма передается фотоном – элементарной частицей света.

Мы можем видеть предметы, потому что фотоны от них попадают к нам в глаза. Если говорить лишь о расстояниях и массах, которые мы встречаем в повседневной жизни, то ЭМ-поле значительно сильнее гравитации. ЭМ-поле, как и гравитационное, бесконечно, доказательством чего служит тот факт, что мы можем видеть свет от галактик, находящихся в миллиардах световых лет от нас.

Сильное ядерное взаимодействие действует в пределах ядра атома и отвечает за связь между его частями, удерживая их вместе, несмотря на то что протоны обладают одинаковым зарядом и пытаются оттолкнуться друг от друга. Оно значительно сильнее ЭМ-взаимодействия, его переносчиками являются глюоны, взаимодействующие с кварками.

Кварки – элементарные частицы, что означает, что они не делятся на другие, еще более мелкие частицы. Существует шесть «ароматов» кварков, два из которых являются составными частями нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре атома. Каждый нуклон состоит из трех кварков. В протоне содержится два «верхних» и один «нижний» кварк, а в нейтроне – один «верхний» и два «нижних».

Слабое ядерное взаимодействие примерно в миллион раз слабее сильного. Оно ответственно за радиоактивный распад и взаимодействия с нейтрино. Его переносчиками являются положительно и отрицательно заряженные W-бозоны или обладающий нулевым зарядом Z-бозон. К семейству бозонов относятся все частицы-переносчицы.

В 2013 году ученые подтвердили существование бозона Хиггса. Считается, что он является свидетельством существования поля Хиггса, дающего массу элементарным частицам и распространенного на всю вселенную. Возможно, это шаг в сторону определения истинной природы Силы.

Хоть мы и не знаем об одной силе, обладающей всеми возможностями Силы из «Звёздных войн», это может значить лишь то, что она пока что за пределами наших возможностей измерить ее. Сила может существовать, но быть столь неосязаемой, что она лежит за пределами нашего научного знания – где-то в реалиях достаточно развитой технологии Артура Кларка. Подождем – увидим.