Можливо, коли-небудь увесь світ запитає, з чого зроблені всі речі у Всесвіті. Сьогодні, як нам відомо, найдрібніші структури, пізнанням яких ми задовольняємося, – це атоми. Багато хто до того ж знає, що атом складається з ядра і ряду електронів, і що ядро у свою чергу складається з протонів та нейтронів. Є й ті, хто знає, що протони та нейтрони у свою чергу утворені з найдрібніших частинок, що іменуються кварками, і що є різні їх типи, і що існують інші субатомні частинки. Одні з найдрібніших частинок, відомих нам зараз, – це нейтрино. Вони вкрай малі. Тисячі цих частинок, що випромінюються Сонцем, щодня проходять крізь наші тіла так само, як якби нас і не існувало, і без проблем долають великі відстані, що існують між частинками, які складають наші атоми.
Але здійснити подорож до найдрібнішого означає ступити на землю незвіданого. Навіть вчені, що займаються квантовою фізикою, почувають до мікроскопічного світу пошану, змішану із сум’яттям. Відтоді, як Демокрит у V ст. до н.е. висунув теорію існування неподільних частинок, які називають атомами, людина ступила на шлях відкриття існування найдрібніших частинок, складових матерії, основних блоків, із яких утворений Всесвіт. Так уже сталося, що в минулому столітті була не тільки пізнана внутрішня структура атома, але його ще й удалося розщепити на більш фундаментальні частинки.
Але коли почало вважатися, що протони, нейтрони та електрони є останніми частинками у Всесвіті, учені почали теоретизувати та виявляти існування безлічі ще менших частинок. Можна точно сказати, що до цього моменту не існує приладів, здатних показати нам справжній зовнішній вигляд цих крихітних фундаментальних блоків. Питання, що виникає після років досліджень у цій галузі науки: що є найфундаментальнішою частинкою матерії? Чи дійшли ми із кварком до завершення пошуків наріжного каменя матерії?
Одна з найбільш сучасних теорій у царині квантової фізики пропонує нам піднятися ще на одну сходинку вище. Це суперструнна теорія. На думку фізиків-суперструнників, такі частинки, як нейтрино, різні типи кварків, мезони, лептони, бозони та ряд інших невідомих людству частинок, – це видимий прояв струн неймовірно малої величини. Суперструнна теорія (СТ) припускає, що ці субатомні “мотки” безперервно вібрують, і різні форми вібрації проявляються перед очима спостерігача у вигляді різних частинок. На цьому етапі наше дослідження мікросвіту досягло масштабів, які вельми важко собі уявити: фундаментальні струни, запропоновані СТ, мають діаметр приблизно 10 у мінус 24-й степені сантиметрів. Якщо мати на увазі світ, в якому ми щодня пересуваємося, то можна із упевненістю стверджувати, що ці струни не займають об’єму в просторі. Але якщо вони не займають ніякого об’єму, то виходить неймовірний парадокс – матерія… не існує! Тим паче, якщо знати, що велика частина об’єму атома є порожньою.
Щоб мати приблизне уявлення: якби ми могли збільшити атом до такого ступеня, щоб він мав діаметр 200 метрів, ядро було б величиною з піщинку, а хмара електронів – практично невиразною, і оберталася б навколо ядра на відстані 100 метрів. Цю порожнечу атома дуже важко зрозуміти нашим розумом. Хоча “тверда” матерія займає у Всесвіті незначне місце, як би там не було, вона все ж таки існує. Очевидно, що вона існує у стані, вельми відмінному від того, який ми можемо сприймати нашими очима. Матерія не знаходиться у тому стані, в якому ми її бачимо, скоріше вона, точнісінько як пісок, перебуває в постійному русі.
Знаменитий астроном Карл Саган в уривку своєї книги “Космос” викладає стародавню індуську теорію, охарактеризовану їм як “цікаву”. Відповідно до неї, останнього шару матерії ні в бік дрібного, ні в бік великого взагалі не існує; якби нам були властиві значно менші розміри, то ми проникли б у прояв всесвіту такої ж малої величини з такими людьми, горами, річками, що мають неймовірно малі розміри. У свою чергу фундаментальні частинки цього маленького всесвіту були б проявом ще меншого всесвіту і так далі. Ці неймовірні думки знаходяться поза досяжністю для сучасної науки. Легендарний Будда з Індії одного разу розповів, що в одній піщинці існує три тисячі світів, і що в кожному з цих трьох тисяч світів існують піщинки, кожна з яких містить ще по три тисячі світів. Стародавня китайська філософія має схожі уявлення. Що є правдою в цих аргументах?
Вельми вірогідно, що людина знаходиться далеко від фундаментальних цеглинок Всесвіту. Менше надій мають ті, хто стверджує, що сходи до мікроскопічного нескінченні. Але з цієї останньої теорії можна уявити собі сюрпризи, із якими ми могли б зіткнутися на своєму шляху до нескінченності. Маленькі люди? Частинки, що мають властивості, украй відмінні від того, із чим ми знайомі? Можливо, що наприкінці нашого маршруту знаходиться “ультра-мікро-квантовий суп”, що складається з неймовірно дрібних частинок, щось подібне до первинної води з решти всіх частинок. Всесвіт може бути наповнений цією “водою”. Принаймні так звана “темна матерія” і “темна енергія”, складові більше ніж 90% нашого Всесвіту, далі залишаються загадками для сучасних астрофізиків, які, не зважаючи на те, що не можуть їх бачити, можуть оцінити їхню наявну силу, яка впливає на галактики. “Усе, що ми бачимо в цьому світі, знаходиться в ілюзорному стані” – це стародавнє буддійське уявлення. Ймовірно, це припущення може нескінченно застосовуватися кожного разу до більш мікрокосмічного стану. Або, можливо, коли-небудь ми дійсно виявимо справжню “космічну воду”.
