Pro Антиматерию (Просто)

ISBN  978-5-906150-47-9

Санкт-Петербург.2015

Виктор де Касто 

Автор идеи 
и научный редактор серии
СЕРГЕЙ ДЕМЕНОК

 
Де Касто В.

PRO Антиматерию/ Виктор де Касто. — СПб.: 

Страта, 2015. — 176 с., с илл. — (серия «Просто»)

 
ISBN 978‑5‑906150‑47‑9

Антиматерия — одна из любимых тем писате
лей-фантастов. Тем не менее она реальна, и ученые уже 
научились ее получать. Материя и антиматерия появились в результате Большого Взрыва в равных количествах. Но материя осталась, а антиматерии в нашей 
Вселенной нет или почти нет. Почему так получилось? 
Что происходило почти четырнадцать миллиардов лет 
назад? Есть ли другие вселенные, состоящие из антиматерии? Как можно использовать антиматерию на Земле? Автор отвечает на все эти вопросы и рассказывает 
о большом интересе к антиматерии различных специалистов — как альтернативному источнику энергии, как 
возможному топливу для межгалактических космических кораблей и как основе самого страшного оружия, 
которое только может изобрести человечество.

© De Сasto V., 2015
© Жукова М., перевод 
     на русский язык, 2015
©«Страта», 2015
ISBN 978-5-906150-47-9

Все права защищены. Никакая часть настоящей книги не может 

быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, 
а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения владельцев.

All rights reserved. No parts of this publication can be reproduced, 

sold or transmitted by any means without permission of the publisher.

 
 
Перевод с английского Марии Жуковой

УДК 539

ББК 22.38+22.63

УДК 539
ББК 22.38+22.63
К28(4Вл)

К28

ВВЕДЕНИЕ

Законы физики говорят нам о том, что мироздание суще
ствовало не всегда, а образовалось в результате Большого взрыва. Новорожденная Вселенная была горячей, плотной и идеально 
симметричной — в ней находились равные количества и материи 
и антиматерии: каждая частица имела двойника-античастицу, которые постоянно сталкивались. Кажется, их аннигиляция должна была привести к полному уничтожению частиц и античастиц. 
Однако доступная нашему наблюдению часть Вселенной состоит 
только из частиц вещества, то есть целиком из материи. Земля, 
Солнечная система, галактики — все они есть материя, управляемая законом гравитации. Куда же исчезли античастицы? Почему 
нарушилось равновесие между материей и антиматерией? 

Саму возможность существования антивещества предсказал 

в 1898 году британский физик Артур Шустер в заметке, опубликованной в журнале Nature. Это произошло вскоре после 
открытия Томсоном электрона, обнаружившего, что катодные 
лучи образованы входящими в состав вещества тождественными 
отрицательно заряженными частицами. Шустер предположил, 
что существует симметричный аналог электрона, заряженный 
положительно: ведь природа должна была позаботиться о симметрии между положительным и отрицательным... И лишь спустя 30 лет замечательный английский физик Поль Дирак заново 
открыл антиматерию, найдя антиэлектрон (позитрон) в своем 
уравнении! С этого времени изучением свойств антивещества 

Виктор де Касто.  PRO антиматерию

всерьез занялись физики, и в течение прошлого века не один десяток ученых со всего мира был удостоен Нобелевской премии 
за свои выдающиеся исследования, поднимающие человечество 
по ступеням цивилизации. 

Современные ученые задаются вопросами, каковы же свой
ства антивещества и почему природа сделала выбор не в его 
пользу. Приоткрыть секреты этой таинственной субстанции позволяют эксперименты на гигантских ускорителях, которые способны воспроизводить условия, существовавшие во Вселенной 
во время ее рождения, и даже добывать антиматерию. Используя 
мощные вакуумные ловушки с магнитным полем замысловатой 
конфигурации, ученые надеются разгадать величайшую тайну: 
где в наши дни можно встретить антиматерию? Что она способна дать землянам и чем может угрожать?

Итак, с доказательством существования антиматерии кажет
ся, сам антимир выбрался из обложек фантастических романов 
и обрел реальные очертания. Вторя Кшитофу Боруню: «Антиматерия — материя наизнанку… Вопрос в том, с какой стороны 
на нее посмотреть».

Давайте же постараемся взглянуть на нее с обеих сторон.

ВЕЩЕСТВО, КОТОРОЕ ЕСТЬ И КОТОРОГО НЕТ

Мир материален. Все мы знаем об этом. Материя нахо
дится везде вокруг нас. Это все, что нас окружает. Это воздух, 
горы, океаны, живые существа — люди, звери, птицы, рыбы, 
растения. Это объективная реальность, содержимое пространства… Это также субстрат — общая основа всех процессов 
и явлений.

Само слово происходит от латинского materia — «веще
ство». Термин был введен в латинскую философию Цицероном, 
который перевел греческое слово hỳlē. Понятие материи как 
субстрата вещественного мира было разработано в греческой 
философии Платоном и Аристотелем. Декарт сформулировал 
понятие материи как телесной субстанции, обладающей пространственной протяженностью и делимостью. Это понятие 
легло в основу материализма, и материя является центральной 
категорией диалектического материализма. То есть это одна 
из основных категорий и науки, и философии, и одновременно — объект изучения физики.

Для физики материя — нечто существующее в простран
стве и времени. Это представление пошло от Ньютона, который 
считал, что пространство — вместилище вещей, а время — вместилище событий. Но материю также можно рассматривать 
и как нечто само задающее свойства пространства и времени. 
Это представление пошло от Лейбница, а потом нашло выражение в теории относительности Эйнштейна. Физические 

Виктор де Касто.  PRO антиматерию

явления — изменения, происходящие с различными формами 
материи. Задача физики — описание свойств различных видов 
материи и их взаимодействия.

Материя в классическом понимании — вещество, которое 

состоит из атомов, содержащих протоны, электроны и нейтроны. Эта форма материи доминирует в Солнечной системе 
и ближайших звездных системах. Классическое вещество может находиться в одном из основных состояний: твердом, жидком, газообразном, еще бывают, например, жидкие кристаллы 
и плазма.

Один из основных законов диалектики, раскрывающий 

источник самодвижения и развития объективного мира и познания, — это закон единства и борьбы противоположностей, 
исходящий из положения, что основу всякого развития составляет противоречие — борьба (взаимодействие) противоположных 
сторон и тенденций, которые вместе с тем находятся во внутреннем единстве и взаимопроникают друг в друга. А поэтому в мире 
существует не только материя, но и антиматерия. Ее просто не 
могло не быть, если существует материя. Мир находится в равновесии. Антиматерия — это антитезис, или полная противоположность материи. Но одновременно и идентичная последней, 
только все в ней «перевернуто с ног на голову».

Антиматерия, или антивещество, — материя, построенная 

из античастиц. Ядра атомов антиматерии состоят из антипротонов и антинейтронов, атомные оболочки построены из позитронов.

Антиматерия не существует на Земле в обычном понимании. 

Но она есть во Вселенной и является одной из пока необъяснимых тайн. Насколько нам известно, нормой во всей Вселенной 
является материя, а не антиматерия. Но мы знаем, что антиматерия есть и она реальна, поскольку ученым удавалось получить 
небольшие ее количества.

Антиматерия уничтожает любую материю, к которой только 

прикасается, как, впрочем, и себя. При этом происходит взрыв 
и высвобождение энергии, которая удерживалась на протяжении миллиардов лет. Высвобождаемая таким образом энергия 
по силе превышает любую из известных нам на сегодняшний 
день. И именно поэтому антиматерия интересует современных ученых. Она может стать Технологией (с большой буквы) 

Вещество, которое есть и которого нет

XXI века — великолепным, ни с чем не сравнимым источником 
энергии. С другой стороны, она может обратиться огромной 
разрушающей силой, основой оружия массового поражения, 
которое уничтожит все живое на Земле. Потенциальные возможности и угрозы огромны. Что перевесит?

Из античастиц может быть построено антивещество — точ
но таким же образом, как вещество из частиц. Однако возможность аннигиляции (взаимного уничтожения) при встрече с частицами не позволяет античастицам сколько-нибудь длительное 
время существовать в веществе. Античастицы могут долго жить 
только при условии полного отсутствия контакта с частицами вещества. Свидетельством наличия антивещества где-либо вблизи 
от известной нам части Вселенной было бы мощное аннигиляционное излучение, приходящее из области соприкосновения 
вещества и антивещества. Но пока нет данных, которые говорили бы о существовании во Вселенной областей, заполненных 
антивеществом. Однако его можно получить на Земле — и это 
уже было сделано, как сказано выше.

Требуется более миллиарда атомов химического взрывча
того вещества для производства такого же количества энергии, 
которое может быть высвобождено при аннигиляции одного 
электрона. Аннигиляция одного грамма антиматерии даст столько же энергии, сколько могут дать топливные баки двух дюжин 
современных космических кораблей. Следовательно, преобразование энергии позитронов будет революционным источником энергии и также заинтересует тех, кто ведет войну, потому 
что половина грамма антиматерии соответствует взрыву бомбы, 
сброшенной на Хиросиму.

Неудивительно, что антиматерией интересуются и все, кто 

связан с космосом, и военные. Если ее удастся производить 
и хранить, она потенциально может дать огромную власть. Нет 
сомнения, что в настоящий момент эти возможности тщательнейшим образом исследуются, а приказы отдаются на самом 
высоком уровне.

Ученые занимаются изучением антиматерии последние 

пятьдесят лет. Исследования антиматерии проводятся в таких 
всемирно известных лабораториях, как ЦЕРН (Европейский 
Центр ядерных исследований) в Европе и «Фермилаб» (Национальная ускорительная лаборатории имени Энрико Ферми) 

Виктор де Касто.  PRO антиматерию

в США, о которых рассказ ниже. Публикации об их достижениях 
стали появляться в 1996 году. После этого изучением вопросов 
антиматерии активно занялись военные.

Так что это — благо или зло? Стоит ли подробно изучать 

антиматерию или лучше забыть о ней навсегда?

Свойство человека — стремиться к знаниям, и уж если люди 

узнали об антиматерии и о потенциальных возможностях ее использования, то не успокоятся, пока не изучат их подробно. Давайте надеяться, что мы получим прекрасный и экономичный 
источник энергии, который поможет нам сохранить богатства 
недр Земли.

ЧТО ТАКОЕ АНТИМАТЕРИЯ?

В начале XX века многие революционные идеи носились 

в воздухе, и Альберт Эйнштейн — ярчайший пример того, как 
отказ от устоявшихся представлений может открыть захватывающие дух перспективы.

В 1905 году Эйнштейн завершил специальную теорию отно
сительности, показав, что расстояния, скорости и промежутки 
времени относительны и зависят от наблюдателя, и установив, 
что ничто не может перемещаться быстрее скорости света. Следствием из этой теории стало самое знаменитое в мире уравнение: E = mc 2. В 1915 году Эйнштейн представил общую теорию 
относительности, которая переопределяла сущность гравитации 
в рамках ошеломительно новой идеи: искривления пространства 
и времени. 

Общая теория относительности породила современную 

космологию — изучение происхождения и эволюции всей 
Вселенной. На основании уравнений Эйнштейна русский математик Александр Фридман и (независимо от него) бельгийский физик Жорж Леметр пришли к выводу, что пространство 
должно расширяться. Эйнштейн не принял этого заключения 
и даже ввел в свои уравнения «космологическую постоянную», 
чтобы обеспечить статичность Вселенной. Однако последующие 
наблюдения Эдвина Хаббла, показавшие, что далекие галактики 
удаляются от нас, убедили великого физика признать растяжение 
пространства. Следом за Эйнштейном ученые из разных стран 

Виктор де Касто.  PRO антиматерию

стали говорить о расширении Вселенной. По мнению многих, 
вначале был взрыв. Он произошел одновременно и повсюду во 
Вселенной, заполнив пространство очень плотным веществом, 
из которого через миллиарды лет образовались наблюдаемые 
нами теперь тела Вселенной, то есть звезды, наше Солнце, планеты. 

Первоначально теория Большого взрыва называлась «ди
намической эволюционирующей моделью». Впервые термин 
«Большой взрыв» (Big Bang) применил английский астрофизик Фред Хойл в 1949 году в своей лекции. Хойл известен своими трудами по звездной и планетной космогонии, теории внутреннего строения и эволюции звезд и космологии, а также как 
автор научно-фантастических художественных произведений. 
Правда, сам Хойл придерживался гипотезы «непрерывного 
рождения» материи при расширении Вселенной. «Эта теория 
основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного- единственного мощного взрыва и потому существует 
лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне 
совершенно неудовлетворительной,» — сказал Хойл, но тем 
не менее вошел в историю как автор термина, в который вкладывал уничижительный смысл.

В соответствии с теорией Большого взрыва ранняя Вселен
ная представляла собой очень однородную среду с необычайно 
высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли 
фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, 

Фред Хойл — патриарх 

астрофизики, талантливый 

математик, автор 

более 40 примечательных 

книг, от научно-популярных 

и научных монографий 

до фантастических 

романов. Он был не только 
ученым, но и ведущим цикла 

радиопередач на Би-би-си, 

имевших бешеный успех 
у слушателей. Во время 

одной из этих 

передач и родился термин 

«Большой взрыв»