Возможно, сила тяготения и одно из пространственных измерений возникают в результате взаимодействия частиц и полей, существующих в трехмерном мире. Всем нам хорошо знакомы три пространственных измерения: вверх-вниз, влево-вправо и вперед-назад. Четырехмерную комбинацию пространства и времени принято называть пространством-временем. Таким образом, мы живем в четырехмерной вселенной. Так ли это?

Вернемся к вопросу о космических монополях, существование которых предполагается некоторыми вариантами теории Великого объединения. Беда в том, что пока нет никаких реальных указаний на то, что они действительно существуют. Еще хуже то, что результаты наблюдений устанавливают жесткие пределы на распространенность таких монополей в  космосе, причем на уровне, гораздо более низком, чем предсказывает теория.

Когда фокусник достает из совершенно пустой шляпы сначала живого кролика, затем цветы, а под конец начинает вытягивать бесконечную блестящую ленту, умные дети, конечно, восторженно аплодируют, но знают, что все это - чистейшей воды обман. Они прекрасно понимают, что из ничего нельзя достать что-то. Все эти кролики, цветы и ленты уже были где-то заранее припрятаны, а все "чудо" - в ловких руках фокусника.

Читатель вправе спросить: нет ли ошибки в заглавии статьи? Прежде всего: существует ли теория вакуума? Можно ли сказать что-то содержательное о пустоте, т. е. о пространстве, которое ничего не содержит? Всякому ясно, что подлежат экспериментальному и теоретическому исследованию тела и вещества, заполняющие пространство.

Позвольте мне начать со старого персидского предания. Однажды бабочки организовали летнюю школу, посвященную великой тайне пламени. Обсуждались различные модели, но никто не мог убедительно объяснить загадку. Тогда одна смелая бабочка вызвалась на собственном опыте выяснить, что же такое огонь. Она полетела к ближайшему замку, приблизилась к окну и увидела горящую свечу. Она вернулась, взволнованная, и рассказала о том, что видела. Но мудрая бабочка, бывшая председателем конференции, сказала, что информации не стало больше, чем было ранее.

Теоретики предсказали существование нейтронных звезд (Neutron Star, NS) еще в тридцатые годы XX в., но их скорого открытия никто не ожидал, т.к. было ясно, что увидеть такой объект нелегко. Нейтронные звезды должны быть очень небольшими по размерам и чрезвычайно плотными телами, в сотни раз меньше, чем белые карлики  –  самые компактные из известных тогда звезд, которые с трудом удавалось увидеть в телескоп. Уменьшение радиуса в сто раз означает, что площадь излучающей поверхности будет меньше в десять тысяч раз. Светимость пропорциональна площади источника и температуре его поверхности в четвертой степени. У нейтронной звезды температура поверхности может достигать нескольких миллионов градусов (у горячих белых карликов – лишь десятки тысяч градусов). В этом случае максимум излучаемой энергии у нейтронных звезд должен попадать в рентгеновский диапазон, но и там их светимости невелики. В оптическом диапазоне при температуре в миллион градусов излучается гораздо меньшая доля энергии, поэтому регистрация нейтронной звезды в середине XX в. представлялась совершенно невозможной.

Некоторые звезды намагничены столь сильно, что излучают гигантские вспышки за счет энергии магнитного поля и существенно изменяют квантовые свойства вакуума. «Звездотрясение» на магнитаре высвобождает огромное количество электромагнитной энергии (эквивалентное энергии землетрясения силой в 21 балл) и выбрасывает раскалённый плазменный шар, который захватывается магнитным полем.

Для понимания природы гамма-всплесков важно знать, из каких мест родительских галактик они приходят. В статье «Ярчайшие взрывы во Вселенной» сказано, что если гамма-всплески происходят при коллапсе массивных звезд, то они должны тяготеть к областям звездообразования; но если это результат слияния двойных релятивистских звезд, например нейтронных звезд и черных дыр, то гамма-всплески могут наблюдаться далеко от областей формирования звезд. Однако не следует забывать, что пока ни одна из этих двух теорий не доказана, поэтому астрофизики обсуждают и другие возможные варианты. 

Каждый раз, когда происходит всплеск гамма-излучения,  рождается черная дыра. Еще 10 лет назад никто не знал, чем вызваны гамма-всплески – вспышки излучения высокой энергии, наблюдаемые на небе. Сейчас астрономы считают их лебединой песней умирающих звезд. Черная дыра, возникающая при коллапсе гигантской звезды, частично засасывает ее остатки, но некоторое вещество выбрасывается наружу. При этом в ударных волнах рождается излучение.

Если соединить теорию относительности с квантовой теорией поля, то удастся пролить свет на природу пространства и времени. Физика подобна кулинарии. Возьмем один ингредиент, потом другой и соединим их вместе. Главное – сочетать необходимые элементы таким образом, чтобы, как только зазвенит звонок в духовке, вселенная получилась такой, какой нужно, считает Фотини Маркопулу Каламара (Fotini Markopoulou Kalamara), одна из самых многообещающих физиков в мире.