Нейтрино во Вселенной

Взять хотя бы вопрос о той роли, которую играют нейтрино во Вселенной. Мы уже привыкли к тому, что эта частица охотно вторгается во все области. В звездах происходит ряд процессов, сопровождающихся испусканием нейтрино. Нетрудно понять, в чем здесь дело. Ведь основной источник энергии звезд — реакции слияния ядер. В цепи процессов, приводящих в конце концов к превращению четырех протонов в α-частицу (ядро гелия), возникают два позитрона, что обязательно должно сопровождаться вылетом двух нейтрино. Позитроны аннигилируют с электронами, а нейтрино покидают звезду. На каждый квадратный сантиметр поверхности Земли только от Солнца ежесекундно попадает более 10й нейтрино.

Кроме того, в мировом пространстве происходят распады элементарных частиц — мезонов и гиперонов. Все эти распады сопровождаются рождением нейтрино и антинейтрино.

Но это еще не все. При очень высоких температурах и давлениях внутри звезд происходит, вероятно, в присутствии ядер непосредственное рождение электронами пар нейтрино — антинейтрино.

За счет этих процессов «нейтринная» светимость звезд может превысить оптическую.

Какова же дальнейшая судьба нейтрино? Эти всепроникающие частицы, разумеется, наверняка пройдут сквозь толщу звезды, если даже они и зародились где-то в ее недрах, и улетят, унося с собой причитающуюся на их долю энергию. При малой плотности Вселенной нейтрино пролетят ее насквозь, не поглотившись. Поэтому нейтрино должны накапливаться во Вселенной.

Кроме того, не исключена возможность, как мы увидим в дальнейшем, что на первой стадии расширения Вселенной нейтрино вообще составляли значительную часть вещества Вселенной. В основном эти нейтрино сохранились до сих пор, потеряв, правда, при расширении Вселенной значительную часть своей энергии.

Все эти соображения заставляют предполагать столь большое количество нейтрино в мире, что их масса может соперничать со всей массой видимого вещества. Если это так, то плотность материи нашего мира, а значит, и его кривизна в большой мере определяются нейтрино. Может быть, нейтрино делают нашу Вселенную конечной.

Если бы мы умели строить «нейтриноприемники» такой же чувствительности, как и радиоприемники! Сколько необычайно важных сведений мы смогли бы получить! Вероятно, уже сейчас было бы известно, является ли наша Вселенная конечной или нет. Мы получили бы возможность «заглянуть» в центр самых больших звезд. Ведь нейтрино вырываются оттуда и уносят с собой какие-то «воспоминания» о процессах, сопровождавших их рождение. Нейтрино позволили бы «просветить» целые галактики неизмеримо лучше, чем рентгеновские лучи просвечивают лист бумаги.

Уже сейчас ученые начинают конструировать приборы, приближающие нас к эре нейтринной астрономии. Первые успехи налицо. Группа американских физиков обнаружила нейтрино высокой энергии, рождаемые космическими лучами. (Вспомните, что чем выше энергия нейтрино, тем больше вероятность взаимодействия его с веществом.) Детектор нейтрино, устроенный в принципе так же, как и первая установка по обнаружению нейтрино, о которой шла речь ранее, был установлен в шахте на глубине 600 м. Сквозь такую толщу Земли ни одна космическая частица, кроме нейтрино, проникнуть не могла.

1 2