Нейтринная Вселенная
Нейтринная Вселенная
Согласно данным, приобретенным в ИТЭФе, нейтрино в 20 тыщ раз легче электрона и в 40 миллионов раз легче протона. Почему же теоретики считают, что эта легчайшая, ни с чем же не взаимодействующая частичка должна играть определяющую роль во Вселенной?
Ответ прост: во Вселенной сильно много реликтовых нейтрино. В кубическом сантиметре их в среднем практически в млрд раз больше, чем протонов, и, невзирая на жалкую массу, в сумме нейтрино оказываются главной составной частью массы материи во Вселенной. Несложно подсчитать, что если масса покоя электрических нейтрино равна 6 • 10-32 грамма, то только их средняя плотность (не беря во внимание нейтрино других видов) составляет приблизительно 10-29 г/см3, а это приблизительно в 10—30 раз превосходит плотность всего другого “не нейтринного” вещества. И означает, конкретно тяготение нейтрино должно быть главной действующей силой, определяющей законы расширения Вселенной сейчас. Обыденное вещество по массе, а означает, и по гравитационному действию составляет только 3—10 процентов “примеси” к основной массе Вселенной — к массе нейтрино. Можно потому смело сказать, что Вселенная состоит в главном из нейтрино, что мы живем в нейтринной Вселенной. Конкретно этот вывод мы имели в виду, когда сначала главы гласили о умопомрачительной картине, открывшейся перед очами ученых.
Приобретенный вывод имеет очередное увлекательное следствие.
Важным вопросом, касающимся эволюции Вселенной, является вопрос о том, будет ли вечно длиться ее расширение. Ответ, как мы знаем, находится в зависимости от того, чему равна средняя плотность материи во Вселенной: если она больше критичного значения, то тяготение этой материи через какое-то время затормозит расширение Вселенной и принудит галактики сближаться вместе — Вселенная сменит расширение на сжатие; если же плотность меньше критичного значения, то тяготение материи недостаточно для того, чтоб приостановить расширение, и Вселенная будет расширяться вечно.
Критичная плотность, по современным данным, равна, как говорилось, 10-29 г/см3. Еще не так давно числилось, что основную долю плотности во Вселенной составляет обыденное вещество, для которого плотность равна приблизительно 3 • 10-31 г/см3. Это означало, что плотность меньше критичной и Вселенная должна расширяться вечно. Сейчас же есть весомые основания считать, что плотность только реликтовых электрических нейтрино приблизительно равна критичной 10-29 г/см3. Следует вспомнить, что, кроме реликтовых электрических нейтриной еще есть мю-онные и тау-нейтрино. Об их массе покоя ничего не понятно из прямых тестов, но из теории и косвенных тестов следует, что если отлична от нуля масса покоя электрических нейтрино, то, возможно, отлична от нуля и масса покоя других видов нейтрино. При этом, возможно, массы покоя других видов нейтрино не меньше массы покоя электрических нейтрино. Если мы учтем это, то средняя плотность материи во Вселенной окажется больше критичной. А это означает, что в дальнем будущем, вероятнее всего через многие млрд лет, расширение Вселенной сменится сжатием, и предпосылкой этого “наисильнейшего” вывода оказалась “слабейшая” из частиц — нейтрино.
Новиков И.Д.