Марианская впадина, почти её дно и... крушение классической физики

"Ма­ри­ан­ский жё­лоб (или Ма­ри­ан­ская впа­дина) - оке­ани­чес­кий глу­боко­вод­ный жё­лоб на за­паде Ти­хого оке­ана, са­мый глу­бокий[1] из из­вес­тных на Зем­ле. Наз­ван по на­ходя­щим­ся ря­дом Ма­ри­ан­ским ос­тро­вам. Са­мая глу­бокая точ­ка Ма­ри­ан­ской впа­дины - "Без­дна Чел­лен­дже­ра" (англ. Challenger Deep). Она на­ходит­ся в юго-за­пад­ной час­ти впа­дины, в 340 км на юго-за­пад от ос­тро­ва Гу­ам. По за­мерам 2011 го­да, её глу­бина сос­тавля­ет 10 994 ± 40 м ни­же уров­ня мо­ря."

/Ви­кипе­дия/

Не­дав­но все ми­ровые СМИ об­ле­тела сен­са­ци­он­ная но­вость. Об­на­руже­на ры­ба, жи­вущая на глу­бине... свы­ше вось­ми ты­сяч мет­ров. Вот как об этом рас­ска­зыва­ют и что при этом по­казы­ва­ют.

Ека­тери­на Ан­дре­ева, дик­тор 1-го ка­нала Рос­сий­ско­го те­леви­дения:

- Цен­ное от­кры­тие ожи­дало уче­ных, ког­да они ре­шили пос­мотреть за­писи ка­мер, ус­та­нов­ленных на меж­ду­народ­ной плат­форме для сбо­ра проб грун­та. Ми­мо объ­ек­ти­вов мед­ленно проп­лы­ла не­из­вес­тная на­уке ры­ба. Как приз­на­ют­ся уче­ные, они дол­го не мог­ли по­верить, что ви­дят поз­во­ноч­ное жи­вот­ное на глу­бине, пре­выша­ющей во­семь ты­сяч (!!) мет­ров. Это аб­со­лют­ный ре­корд. От­ме­чу, что на­ход  ка пос­та­вила мно­жес­тво воп­ро­сов. В час­тнос­ти, спе­ци­алис­ты не мо­гут раз­гля­деть мышц, хо­тя по­луп­розрач­ная ры­ба впол­не уве­рен­но пла­ва­ет. Хо­рошо раз­ли­чима боль­шая часть че­репа, что от­четли­во вид­но на этих кад­рах. Наз­ва­ния ры­бе по­ка не да­ли.

Вла­димир Сай­та­нов: - Алек­сандр Со­ломо­нович, я об­ра­тил­ся к вам по по­воду этой за­меча­тель­ной но­вос­ти, по­тому что про­читал в жур­на­ле "Кру­гозор", в его сен­тябрь­ском 2012 го­да но­мере, что вы зна­ете от­вет на то, ка­ким об­ра­зом воз­можна жизнь на та­кой чу­довищ­ной глу­бине. Ко­торая в об­щем-то, са­мым оче­вид­ным об­ра­зом там не­воз­можна.

Алек­сандр Ра­бино­вич: - Вла­димир Ар­кадь­евич, я пол­ностью раз­де­ляю ва­ше изум­ле­ние. Дей­стви­тель­но, мы яв­ля­лись сви­дете­лями со­вер­шенно уди­витель­но­го фак­та, что ры­ба без­мя­теж­но и спо­кой­но, на глу­бине бо­лее 8 км дви­жет­ся в Ма­ри­ан­ской впа­дине. Это про­тиво­речит все­му, что из­вес­тно. Про­тиво­речит да­же школь­ной фи­зике. Сог­ласно ей, при дви­жении вглубь оке­ана дав­ле­ние уве­личи­ва­ет­ся на 1 атм. с каж­ды­ми 10 мет­ра­ми. Это оз­на­ча­ет, что на глу­бине 8 км дав­ле­ние бу­дет дос­ти­гать 800 атм., т.е. на каж­дый кв. сан­ти­метр ры­бы бу­дет да­вить си­ла 800 кГ. Это со­вер­шенно чу­довищ­ная ве­личи­на. Ни од­на жи­вая ткань не мо­жет вы­дер­жать та­кого дав­ле­ния. Чем же мож­но объ­яс­нить та­кой фе­номен? Ну, на­до ска­зать, что здесь дей­стви­тель­но мы стал­ки­ва­ем­ся с от­кло­нени­ем от аз­бучных ис­тин. На­до от­ме­тить, что нет аб­со­лют­ных ис­тин, что вся­кая ис­ти­на яв­ля­ет­ся от­но­ситель­ной и вся­кий за­кон име­ет гра­ницы сво­ей при­мени­мос­ти. И ес­ли взять клас­си­чес­кие за­коны, то они бы­ли очень на­деж­но ус­та­нов­ле­ны в ла­бора­тор­ных ус­ло­ви­ях. Но при­рода зна­читель­но бо­гаче ла­бора­торий. И ес­ли мы рас­смат­ри­ва­ем ко­лос­саль­ные объ­емы и мас­сы, то мож­но ожи­дать, что здесь мо­гут воз­никнуть ка­кие-то от­кло­нения от из­вес­тных за­конов. Ви­димо, мы с этим об­сто­ятель­ством как раз и стал­ки­ва­ем­ся. Здесь на­руша­ет­ся то, что пред­пи­сыва­ет­ся обыч­ной гид­роста­тикой: что дав­ле­ние не­ук­лонно воз­раста­ет всег­да с уве­личе­ни­ем глу­бины.

В.С: - Хо­рошо. Ну и чем же объ­яс­нить тог­да воз­можность жиз­ни на чу­довищ­ных глу­бинах Ма­ри­ан­ской впа­дины? То есть, ина­че го­воря, дай­те точ­ку опо­ры. Во вся­ком слу­чае, я не пред­став­ляю се­бе, как мож­но за­менить обыч­ное пред­став­ле­ние на что-то, что объ­яс­ня­ло бы этот фе­номен?

А.Р: - Я пол­ностью с ва­ми сог­ла­сен, что жизнь на та­ких глу­бинах, при та­ком фан­тасти­чес­ком дав­ле­нии - не­воз­можна. Вы­вод тог­да мо­жет быть толь­ко один: В ка­ких-то мес­тах оке­ана, где пла­ва­ют ры­бы на боль­шой глу­бине, не воз­ни­ка­ет та­ких вы­соких дав­ле­ний. Но как это мож­но объ­яс­нить? Объ­яс­не­ние, с мо­ей точ­ки зре­ния, мо­жет быть толь­ко од­но. Де­ло в том, что ког­да де­ла­ет­ся вы­вод о рав­но­мер­ном на­рас­та­нии дав­ле­ний с глу­биной, пред­по­лага­ет­ся, что единс­твен­ной си­лой, дей­ству­ющей в объ­еме, яв­ля­ет­ся си­ла тя­жес­ти. Но тут на­до ска­зать, что этот вы­вод мо­жет нуж­дать­ся в оп­ре­делен­ной кор­рекции. Ведь на боль­ших глу­бинах мо­жет воз­ни­кать и­они­зация рас­тво­рен­ных в оке­анах со­лей. И тог­да в глу­бинах оке­анов мо­гут воз­никнуть зна­читель­ные элек­три­чес­кие за­ряды. И там, по­мимо си­лы тя­жес­ти, мо­жет воз­никнуть су­щес­твен­ная элек­три­чес­кая си­ла. И она мо­жет ка­ким-то об­ра­зом ком­пенси­ровать си­лу гра­вита­ции. Но клас­си­чес­кая фи­зика не поз­во­ля­ет сде­лать та­ких вы­водов. Де­ло в том, что ус­той­чи­вые за­ряжен­ные об­ра­зова­ния в ней не­воз­можны. Так как, в со­от­ветс­твии с клас­си­чес­ки­ми за­кона­ми, од­но­род­ные за­ряды от­талки­ва­ют­ся, раз­но­род­ные - при­тяги­ва­ют­ся. И не воз­ни­ка­ет ни­чего ус­той­чи­вого. По­это­му хо­телось бы счи­тать, что дей­стви­тель­но элек­три­чес­кая си­ла про­тиво­дей­ству­ет си­ле тя­жес­ти. Но стал­ки­ва­ем­ся мы с тем, что, ви­димо, на­до пе­рес­матри­вать, и как раз в этом мес­те, клас­си­чес­кую фи­зику.

В.С: - Так, за­меча­тель­но ин­те­рес­но. А вы мо­жете как-то по­нят­ным об­ра­зом из­ло­жить, в чем сос­то­ит эта пе­реме­на?

А.Р.: Дол­жен ска­зать, что су­щес­тву­ет боль­шое чис­ло не­поз­нанных яв­ле­ний в ок­ру­жа­ющей нас при­роде, ко­торые, вро­де бы, на­ходят­ся в про­тиво­речии с тра­дици­он­ной фи­зикой. Это хо­рошо из­вес­тное яв­ле­ние ша­ровой мол­нии. Это тай­ны зем­но­го маг­не­тиз­ма. Это уди­витель­ная ин­версия маг­нитных по­люсов Сол­нца и Зем­ли. Су­щес­тву­ет мно­жес­тво иных яв­ле­ний и, в час­тнос­ти, яв­ле­ния в оке­анах на боль­ших глу­бинах, ко­торые не на­ходят сколь­ко-ни­будь ра­зум­но­го объ­яс­не­ния в рам­ках обыч­ной фи­зики. Ну и в свя­зи  с этим мно­гие го­ды на­зад я за­думал­ся над воп­ро­сом, нель­зя ли как-то пе­рес­мотреть клас­си­чес­кую те­орию элек­три­чес­тва. Так, что­бы она мог­ла опи­сать вот эти не­обыч­ные яв­ле­ния. Ну и дол­жен от­ме­тить, что, дей­стви­тель­но, клас­си­чес­кая те­ория элек­три­чес­тва, нес­мотря на то, что она мно­гок­ратно про­вере­на во мно­жес­тве эк­спе­римен­тов и что она под­твер­ди­ла свою ог­ромную на­деж­ность в объ­яс­не­нии мно­жес­тва яв­ле­ний, все-та­ки име­ет не­кото­рые не­дос­татки. Один из не­дос­татков сос­то­ит в том, что она ли­ней­на. При­чем ли­ней­на при сколь угод­но боль­ших ис­точни­ках. В то же са­мое вре­мя дру­гие по­ля, как нап­ри­мер ядер­ное и гра­вита­ци­он­ное, лишь до не­кото­рой сте­пени ли­ней­ны. Но по­том, при вы­соких ин­тенсив­ностях ис­точни­ков, они ста­новят­ся не­линей­ны­ми. Так вот в свя­зи с этим я по­пытал­ся пос­та­вить воп­рос о том, нель­зя ли най­ти не­кото­рое не­линей­ное обоб­ще­ние клас­си­чес­кой те­ории элек­три­чес­тва, что­бы оно мог­ло объ­яс­нить хо­тя бы часть из­вес­тных не­поз­нанных яв­ле­ний.

В.С.: Да, вот-вот. Я бы хо­тел то­же тут за­метить: Дей­стви­тель­но яс­но, что прос­то так пе­реде­лать клас­си­чес­кую фи­зику в од­ной точ­ке не по­лучит­ся. Тут на­до пе­рес­матри­вать всю те­орию. И что же, что по­луча­ет­ся, ес­ли этим за­нять­ся?

А.Р.: Мно­го лет на­зад я за­ин­те­ресо­вал­ся та­кой зна­мени­той те­ори­ей, как те­ория Ян­га-Мил­лса. Она яв­ля­ет­ся, с мо­ей точ­ки зре­ния, на­ибо­лее ес­тес­твен­ным и убе­дитель­ным, и хо­рошо обос­но­ван­ным не­линей­ным обоб­ще­ни­ем клас­си­чес­кой те­ори­ей элек­тро­маг­не­тиз­ма. Но до сих пор она при­меня­лась ис­клю­читель­но к фи­зике мик­ро­мира. И ни­ког­да ее не ис­поль­зо­вали для опи­сания ка­ких-то мак­ро­яв­ле­ний. По той прос­той при­чине, что ос­новной те­ори­ей, и ко­торая счи­та­ет­ся аб­со­лют­но не­пог­ре­шимой, яв­ля­ет­ся те­ория элек­тро­маг­не­тиз­ма Фа­радея-Мак­свел­ла. Но опять-та­ки на­до за­метить, что эта те­ория все-та­ки мо­жет иметь ка­кие-то пре­делы, гра­ницы при­мени­мос­ти. И вот мной бы­ла пред­при­нята по­пыт­ка вос­поль­зо­вать­ся этой те­ори­ей Ян­га-Мил­лса для пос­тро­ения не­линей­но­го обоб­ще­ния клас­си­чес­кой элек­тро­дина­мики. Ну и она при­вела к сле­ду­ющим ре­зуль­та­там. Бы­ла по­луче­на те­ория, ко­торая при не слиш­ком боль­ших за­рядах прак­ти­чес­ки сов­па­да­ет с клас­си­чес­кой те­ори­ей. Но ког­да об­щий за­ряд на­чина­ет приб­ли­жать­ся к мил­ли­ону ку­лон, от­ли­чие ста­новит­ся весь­ма су­щес­твен­ным. И в этой как раз те­ории ока­зыва­ют­ся воз­можны­ми ус­той­чи­вые об­ра­зова­ния за­ряжен­ных тел.

В.С.: Вы го­вори­те - за­ряжен­ных тел. Име­ют­ся в ви­ду лю­бые те­ла или толь­ко и­оны?

А.Р.: Да, ко­неч­но, лю­бые, со­вер­шенно лю­бые те­ла. И вот эта те­ория бы­ла при­мене­на для объ­яс­не­ния наб­лю­да­емых раз­ме­ров ша­ровой мол­нии и для опи­сан­мя не­кото­рых не­объ­яс­ненных фак­тов в вер­хней и­онос­фе­ре. И ре­зуль­та­ты ока­зались дос­та­точ­но удов­летво­ритель­ны­ми. Ну и сле­ду­ющей за­дачей бы­ло как раз при­менить ее к объ­яс­не­нию за­гадок глу­бин оке­анов. И ока­залось, что как раз на боль­ших глу­бинах, и, в час­тнос­ти, око­ло дна Ма­ри­ан­ской впа­дины, воз­можна та­кая си­ту­ация, ког­да элек­три­чес­кая си­ла поч­ти пол­ностью ком­пенси­ру­ет си­лу тя­жес­ти. И воз­ни­ка­ют не­кото­рые об­ласти рез­ко­го по­ниже­ния дав­ле­ния. При­чем нас­толь­ко рез­ко­го, что там дей­стви­тель­но мо­гут су­щес­тво­вать жи­вые ор­га­низ­мы и, в час­тнос­ти, ры­бы.

- Нас­коль­ко вот этим ва­шим но­вым иде­ям уда­лось при­дать имен­но до­каза­тель­ный ха­рак­тер. Опуб­ли­кова­ны ли они? При­няты  или, мо­жет быть, в ка­кой сте­пени при­няты они на­уч­ным со­об­щес­твом?

- Вла­димир Ар­кадь­евич, мои ис­сле­дова­ния не­линей­ных по­лей в рам­ках те­ории Ян­га-Мил­лса опуб­ли­кова­ны в ря­де круп­ных фи­зичес­ких меж­ду­народ­ных жур­на­лов м в двух мо­их мо­ног­ра­фи­ях. Од­на из них - Alexander S. Rabinowitch "Nonlinear Physical Fields and Anomalous Phenomena", из­данная в 2009 г. в Нью-Й­ор­ке, в из­да­тель­стве "Nova Science Publishers". Вто­рая мо­ног­ра­фия - А.С. Ра­бино­вич "Ма­тема­тичес­кие ос­но­вы ма­ло­изу­чен­ных ано­маль­ных фи­зичес­ких яв­ле­ний", ко­торая бы­ла из­да­на в Мос­кве, в из­да­тель­стве "Книж­ный дом "Либ­ро­ком"" в 2013 г. и за­тем пе­ре­из­да­на - в 2015 г. Ну и вот там до­воль­но пол­но пред­став­ле­ны те ре­зуль­та­ты, ко­торые я по­лучил. И они бы­ли до­ложе­ны на це­лом ря­де на­уч­ных се­мина­ров.

- Боль­шое спа­сибо, Алек­сандр Со­ломо­нович, за этот раз­го­вор. Я хо­чу под­вести та­кой мой итог, мо­жет быть, субъ­ек­тивный. Де­ло в том, что мне лич­но очень труд­но жить с дыр­кой в го­лове. Я ду­маю, мно­гие сог­ла­сят­ся со мной, что это неп­росто. А здесь имен­но так у ме­ня и по­лучи­лось. По­тому что на­ука ста­ла на­шей го­ловой. Мы по­нима­ем мир имен­но так, как она нам его ри­су­ет. И в этой кар­ти­не ми­ра воз­никло от­вер­стие, в ко­тором ни­кого не дол­жно бы­ло быть, а вдруг по­яви­лась ры­ба. По­это­му я бла­года­рен очень, что вы вы­вели ме­ня из это­го сос­то­яния…