Андрей Сахаров

В 1966 году настала очередь Сахарова продвинуть этот поиск дальше. Эксперименты о нарушении CP-симметрии и эффект Окубо в микромире соединились в его размышлениях с фактом барионной асимметрии Вселенной. И у него родилась идея о микрофизическом происхождении этой асимметрии — «кривой фигуры» Вселенной.

Он исходил из того, что в микромире действует лишь самая общая СРТ-симметрия, что бабочка микромира выглядит так:

_{СРТ-симметричная бабочка}

Она не изменится, только если сделать сразу три перестановки: правое и левое, частицу и ее античастицу, прошлое и будущее (перевернуть букву Т).

Рядом с этой бабочкой микромира Сахаров, можно сказать, поставил бабочку расширяющейся горячей Вселенной:

_{Бабочка расширяющейся Вселенной}

Он использовал СРТ-симметрию микрофизики для объяснения асимметрии Вселенной. В эпоху Большого взрыва вещество было так сжато, что элементарные частицы чувствовали друг друга и Вселенная жила, можно сказать, по законам микромира. По идее Сахарова, именно тогда асимметрия Вселенной складывалась в процессах, бурлящих в каждой микроточке космического пространства. На языке наглядных симметрий можно сказать, что Т-асимметрия расширения позволила породить наблюдаемую С-асимметрию — разное содержание частиц и античастиц в Р-асимметричных крыльях Вселенной по разные стороны от Большого взрыва. Помимо крыла вселенской бабочки, видного астрономам, физик-теоретик Сахаров увидел мысленно и другое крыло, раскрывшееся до Большого взрыва. Космологическая бабочка СРТ-симметрична, но увидеть ее целиком не дает краткость человеческой жизни по сравнению с возрастом Вселенной.

Физический механизм, порождающий избыток барионов из первоначально симметричного состояния, Сахаров собрал из трех компонент:

1) «Из эффекта С. Окубо…» — различие распадов частицы и античастицы;

2) «При большой температуре для Вселенной…» — это различие производит нужный космологический эффект за ультракороткое время, пока Вселенная достаточно горяча, и затем результат «замерзает»;

3) «Сшита шуба…» — иглой, которая была совершенно новым инструментом в физике. Сахаров предположил, что барионный заряд не сохраняется. В частности, это означало, что протон — «кирпич мироздания», считавшийся совершенно стабильным, — должен самопроизвольно распадаться.

В конце статьи Сахаров благодарит «за обсуждение и советы» шестерых физиков, начиная с Зельдовича¹⁸¹. Зельдович привел Сахарова в Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), к ученикам Померанчука — Б. Л. Иоффе, И. Ю. Кобзареву и Л. Б. Окуню. Сахаров писал, что «только с некоторой натяжкой может считать себя специалистом по физике элементарных частиц»¹⁸². Итэфовцы могли считать себя специалистами без всяких натяжек, они всё знали о С, Р, Т и обо всём таком. Из дискуссии с ними у Ландау возникла его СР-идея.

И все же Лев Окунь, помогавший Сахарову советами, считает его статью о барионной асимметрии Вселенной «одной из самых глубоких и смелых статей XX века»¹⁸³. Смелость была ясна сразу: ведь Сахаров посягнул на казавшийся тогда незыблемым физический закон — закон сохранения барионного заряда.

В школе изучают только электрический заряд, и сохранение его заложено в самих законах электромагнитного поля. А сохранность барионного заряда — число всех барионов минус число антибарионов — не следовала из какой-то «теории барионного поля». Эта сохранность опиралась лишь на то, что не наблюдалось иное, в частности, не наблюдался распад самого первого бариона, протона, на какие-то небарионы. Этот факт был достоин уважения, и Сахаров проявил свое уважение в том, что количественно оценил темп распада протона в предложенной им теории. Распад оказался «астрономически» медленным, что объясняло, почему он не наблюдался, — требовалась невиданная точность измерений.

Уважать факт или беспрекословно ему подчиняться, решает сам исследователь. В конце 1960-х годов XX века почти все физики, включая Зельдовича, выбрали абсолютное подчинение барионной симметрии. История провела мини-опрос общественного мнения по этому вопросу и среди американских коллег Сахарова и Зельдовича. Как раз в 1966 году Р. Оппенгеймер и Э. Теллер в своих статьях выразили безоговорочную веру в закон сохранения барионного заряда¹⁸⁴. А Теллер на своей уверенности основал даже гипотезу: квазар — это столкновение галактики и антигалактики, которых во Вселенной должно было быть поровну. Как пел в те годы Окуджава: все поровну, все справедливо, на каждого умного — по дураку, на каждый прилив — по отливу. И аналогично на каждый протон — по антипротону, а на каждую галактику — по антигалактике.