vashu11

У заметки о проблемах с простыми гипотезами в сложных ситуациях есть недостаток - она обсуждает задачу с известным решением. Зная ответ, любой читатель может насладиться чувством превосходства над теми кому оно было неизвестно. Попробуем это исправить.

В 1991 году детекторы зарегистрировали частицу с феерическими 320,000,000,000,000,000,000 электронвольт - энергия броска бейсбольного мяча, сконцентрированная в объеме протона.

Иногда рассказчики об этом событии заявляют что ученым непонятно как вообще частица может набрать такую энергию. Это не так. Прикидки показывают что как минимум нейтронные звезды и активные ядра в принципе могут выдавать такие энергии (теоретикам приходится немного напрягаться чтобы обеспечить нужный КПД разгонных процессов, но это их проблемы).

С тех пор мы увидели под сотню частиц с энергиями всего на порядок ниже - на 1 км^2 земной поверхности они прилетают раз в столетие.

Направления прилета относительно равномерно распределены по звездному небу - они не ассоциируются с плоскостью нашей Галактики или ближайшими галактиками. Но при этом наблюдается как минимум одно размазанное пятно прилетов в созвездии Большой Медведицы, тройка частиц прилетела практически с одного направления (но в разное время) и есть несколько аналогичных пар прилетов (это говорит о долгом времени существования источников, что отметает всяки взрывы сверхновых и столкновения нейтронных звезд, ну или "просто" является результатом каустик магнитных полей).

Эта картина прекрасно согласуется с источниками в далеких (миллиарды светолет) активных галактиках. Нет ассоциации с близкими объектами? Дык источники очень далеко. Тройки и пары говорят о большом времени жизни? Активные ядра горят долго. Самое яркое пятно сильно размазано? Межгалактические магнитные поля вполне способны искажать траекторию даже таких быстрых частиц на таких гиганских расстояниях.

Одна маленькая проблема. На таких скоростях допплеровский эффект превращает слабенькие фотоны реликтового излучения (холоднее жидкого гелия) в настолько мощное гамма излучение что в столкновениях с ними частица потеряет большую часть своей энергии за сотню мегасветолет с небольшим, в пределах местного сверхскопления галактик. Эффект называют пределом ГЗК (Грайзена — Зацепина — Кузьмина).

Мы неплохо знаем магнитные поля Галактики и имеем хорошие оценки максимально возможной силы межгалактических магнитных полей. Протоны таких энергий такими полями почти не отклоняются.

Соблазнительно было бы объявить предел ГЗК выдумкой теоретиков, но есть проблема - мы видим резкий спад частоты высокоэнергетических частиц именно там где предсказали ГЗК. Это значит что любому поклоннику гипотезы дальних галактик надо одновременно объяснить почему предел ГЗК не работает и почему мы видим что-то что выглядит точь в точь как ГЗК.

Любому поклоннику гипотез о более близких источниках надо объяснить почему прилеты размазаны по всему небу и не ассоциируются с нашей Галактикой/галактиками местного сверхскопления.

Если заменить протоны на тяжелые ядра (детекторы видят лишь результат столкновений и не дают достаточной информации о природе самой частицы) то предел ГЗК не важен, ядро на пару порядков тяжелее и той же энергии летит на порядок медленнее и одновременно магнитные поля нашей Галактики гнут траектории таких частиц достаточно сильно чтобы размазать их по всему небу - они могут рождаться в плоскости нашей Галактики и прилетать со всех сторон. Но с чего это источники плюются исключительно тяжелыми ядрами? Хорошим источником таких ядер могли бы стать близкие магнетары, но пока теоретикам не удается сложить убедительную картину.

Это частицы слабо взаимодействующие с веществом? Какие именно и какой процесс их разогнал, раз уж они такие не взаимодействующие? И почему их частота лежит на той же кривой что и явно обычные протоны высоких энергий?

Мы переоценили энергию частиц? А почему?

При чтении предыдущей заметке о нуклеогенезе наверняка промелькивала мысль - ну раз у этих теорий есть сильные места, значит надо заставить их работать одновременно. Тут же в отсутствие знания о решении это не очевидно - сложатся ли магнетары и активные ядра галактик или что-то еще в удобную картинку? Или победит конкретная гипотеза?

Это напоминает разговоры о детерминированности технического прогресса. Сторонник теории всегда убедительно объяснит почему специалистам прошлого все было видно наперед.

Не стоит только просить его объяснить почему специалистам не был очевиден успех сланцевой нефти, солнечной и ветровой энергии, электроавтомобилей, победа графических карт над процессорами и нейронок над эспертными системами, многоразового использования ракет-носителей, криптовалют и многого другого.