Как там у вас, на Бета-Лире? - Юрий Фиалков

А наносить даже минимальный моральный ущерб принципу симметрии как раз не хотелось бы — этот принцип и так имел достаточно оснований сетовать на судьбу: уж очень ему досаждало одно несоответствие. В самом деле, носитель элементарного положительного заряда протон по массе не равен носителю элементарного отрицательного заряда электрону. Будь это различие несущественным, то и тогда это означало бы чувствительный удар по принципу симметрии. А ведь протон в 1840 раз массивнее электрона. Это даже не удар, а прямо беспардонное избиение!

Грустная судьба принципа симметрии несомненно стала более отрадной, когда в 1932 году экспериментально было доказано существование позитрона — элементарной частицы с положительным зарядом и по массе равной электрону. Позитрон стал первым из вестников антиматерии в физике. Многое из того, что мы знаем об антивеществе, основано на изучении именно позитрона.

Как и положено антивеществу, позитрон в «этом мире», мире обычного вещества, не жилец. Рано или поздно[10] он сталкивается с электроном, и происходит явление, называемое аннигиляцией, — переход массы в кванты энергии, в данном случае в кванты гамма-излучения. Да, обычное вещество и антивещество не могут существовать в контакте друг с другом сколько нибудь продолжительное время.

Очень хотелось бы подбросить такое сравнение: обычное вещество и антивещество — лед и пламя. Но это сравнение, которое, быть может, устроит лириков, безусловно вызовет возражения физиков. Еще бы, лед и пламя могут находиться в контакте на протяжении минут. А обычное вещество и антивещество, встретившись, через миллионные доли секунды уничтожат друг друга.

Поэтому, когда вы в каком-либо научно-фантастическом рассказе читаете, как один младший научный сотрудник, вернувшись из путешествия на далекую планету, сходит по трапу космолета, бережно прижимая к груди банку с кусочком антивещества, знайте, автор этого опуса сдавал экзамен по физике в девятом классе с решающей помощью шпаргалки.

Открытие позитрона, конечно же, имело принципиальное значение для всей проблемы антивещества. Хотя поиски других античастиц были сопряжены с трудоемкими экспериментами и потребовали очень сложного оборудования, физики знали, что рано или поздно эти античастицы будут найдены. Ведь это очень важно — искать что-то, зная наверняка, что это «что-то» существует. «Что-то» превратилось в совершенно реальные антипротон и антинейтрон.

Как и предсказывала теория, протон при контакте с антипротоном, а нейтрон при взаимодействии с антинейтроном аннигилируют. Аннигиляция здесь протекает несколько замысловатее, чем в случае пары электрон — антиэлектрон (позитрон).

Итак, физикам стали известны все основные «детали», из которых состоят атомы антиэлементов: антипротоны, антинейтроны и антиэлектроны. Из этих трех основных блоков можно сложить все разнообразие периодической системы антиэлементов. Но прежде надо было представить, хотя бы приблизительно, какими свойствами будут обладать эти антиэлементы. Одно свойство нам хорошо известно: при взаимодействии с обычными элементами антиэлементы будут аннигилировать. А если представить себе антиэлементы в их антимире, в окружении антиматерии? Каковы будут химические свойства антиводорода, антикислорода, антиурана? И вообще, какой будет периодическая система антиэлементов?

Читатель, по-видимому, предвкушает весьма интересный рассказ об этой системе «наоборот». И, конечно, имеет полное право на это. Если уж «вырождение» элементов приводило к такой необычной периодической системе, то нетрудно представить себе, какой головоломный, с нашей точки зрения, вид должна иметь система, объединяющая антиэлементы!

Но рассказа о периодической системе антиэлементов не последует. Потому что по всем своим свойствам — и физическим и химическим — антиэлементы так же не отличаются от «обычных» элементов, как не отличаются друг от друга оригинал и его отображение в хорошем венецианском зеркале. И в самом деле, зачем им различаться, если и заряд и массы частиц, образующих атомы антиэлементов, ничем не отличаются от обычных частиц. А что до «анти», то надобно заметить, что «анти» они для нас, а для себя они совершенно обычные. Зато обычные для нас частицы и элементы — для них «анти».

Теперь уже понятно, что антисоединения, образованные антиэлементами, ничем не будут отличаться от обычных химических соединений. Антивода, образованная антиводородом и антикислородом, будет походить на обычную воду, как походят друг на друга две капли воды. А антикислота, взаимодействуя с антищелочью, будет образовывать антисоль. И антидезоксирибонуклеиновая кислота во всем будет походить на кислоту без «анти».

Да, когда человек попадает на планету, состоящую из антивещества, он будет очень разочарован, не обнаружив ничего, буквально ничего необычного, что хотя бы в малейшей степени оправдывало заманчивую приставку «анти»[11]. Впрочем, нет, не попадет человек на антипланету, разве только изобретут какую-нибудь замысловатую защиту от аннигиляции.

Но существуют ли они вообще — антипланеты? И антизвезды? Антигалактики? И как, рассматривая в телескоп какое-либо небесное тело или прощупывая его с помощью какого-либо другого прибора из числа тех, которыми так богата современная астрономия, определить, состоит это тело из обычного вещества или из «анти»?

О существовании любого объекта, в том числе и небесного, мы узнаем по тем квантам излучения, которое это тело нам посылает. Излучение может быть как собственным (Солнце), так и отраженным (Луна). Вовсе не обязательно, чтобы излучение было «видимым», то есть излученным с длинной волны, которая воспринимается человеческим глазом. Это могут быть и радиоволны, и рентгеновское излучение, и гамма-лучи. Не буду заводить читателя в дебри физики. Может быть, лучше просто привести цитату известного шведского ученого, члена АН СССР Г. Альвена, много занимающегося проблемой антивещества: «Если в пустом пространстве имеются две звезды, причем одна из них состоит из обычного вещества, а другая — из антивещества, то мы не можем никаким образом отличить их друг от друга по испускаемому ими излучению». Сказано кратко, но весьма определенно. Неожиданно? После того, что мы узнали о тождественности свойств обычной материи и антиматерии, вряд ли неожиданно.

Одно уточнение: под словами «никаким образом» Альвен понимает, разумеется, методы изучения звезд (как, впрочем, и других объектов) на расстоянии. Подлетев же к какой-либо неизвестной планете, космонавты смогут очень просто разобраться в том, состоит ли планета из «нашего» вещества или из антиматерии. Для этого будет достаточно, находясь на круговой орбите, бросить вниз какой-нибудь ненужный предмет, скажем, пустой пакет из-под молока. Сильнейший взрыв при соприкосновении пакета с атмосферой, а в случае отсутствия таковой с поверхностью планеты будет означать одно: от этой планеты надо держаться подальше.

Но, может быть, я напрасно напускаю страху? Может быть, антивещества во Вселенной вообще нет? Что известно по этому поводу науке?

Сначала о наших окрестностях — о Солнечной системе. Луна, конечно, состоит из обычного вещества. Сегодня, после того как на ней побывали десятки аппаратов и экспедиции, это можно утверждать со стопроцентной определенностью. С такой же уверенностью мы можем говорить об «обычности» Венеры. Доброжелательное отношение нашей планетной соседки к советским аппаратам, пославшим нам снимки венерианских ландшафтов, тому достаточно яркое подтверждение. Из обычного вещества, вне всякого сомнения, состоят Венера и Марс, иначе при падении на них космических аппаратов (которые имели солидный вес в несколько десятков килограммов) наблюдались бы такие мощные взрывы, что их без труда можно было бы обнаружить в телескоп.

Солнце тоже состоит из обычного вещества. Помимо квантов различного рода излучений, Солнце выбрасывает также и материальные частицы. Это они, попадая в атмосферу, вызывают полярные сияния. Так вот, будь эти частицы из антивещества, полярные сияния имели бы такую яркость, которая затмила бы и полуденное Солнце.

Легко догадаться, что, будь Меркурий образован из антивещества, столкновение с ним «обычных» частиц солнечного излучения вызывало бы излучение такой 110 интенсивности, что эта планета выглядела бы на небосклоне не крохотной звездочкой, а яркой пылающей луной.

Итак, можно утверждать, что наше светило и ближайшие планеты от Меркурия до Марса включительно состоят из вещества того же сорта, что и земное. Относительно остальных планет — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона — пока что ничего категорично сказать нельзя. Но поскольку астрономы убеждены, что все планеты образовались одновременно и из одного «строительного материала», то с большой долей вероятности можно утверждать, что вся Солнечная система состоит из «обычного» вещества.