Тайны квантового мира. О парадоксальности пространства и времени - Олег Фейгин

И вот, будучи уверенными, что гипотетическое изобретение состоялось на самом деле, ученые уверенно берутся за поиск и восстановление несуществующих технических решений. И решение нашлось! Правда, это была не антигравитация, а новое отталкивающее поле, но это было уже неважно.

Итак, попытка ревизии давних экспериментов Этвеша не дала никакого определенного результата, причем общественное научное мнение явно склоняется к отрицательной оценке возможности поиска здесь новых сил отталкивания. Так может или не может существовать в природе таинственное антигравитирующее вещество, которое мы встречаем в романе Герберта Уэллса «Первые люди на Луне»? Здесь великий английский фантаст описывает полет на Луну исследователя Кейвора и писателя Бедфорда, от лица которого и ведется повествование. Кейвор с присущей ученому-энтузиасту энергией и отрешенностью от каких-либо меркантильных соображений стремится к открытию вещества, «непроницаемого для всех форм лучистой энергии». Благодаря этому фантастическому свойству, «преграждающему влияние притяжения», это вещество может защитить летательный аппарат от силы тяготения небесных тел.

Итак, Кейвор получает такое вещество (в результате случайного нарушения температурного режима и последующего сильнейшего взрыва!), Уэллсом указана даже дата этого фантастического открытия — 14 октября 1899 года. Чудесный материал получает название по имени своего создателя — «кейворит». С его помощью становится возможным космическое путешествие на Луну. В результате двое землян поднимаются ввысь и летят «так же быстро, как снаряд, пущенный в бесконечное космическое пространство». Перед ними открываются новые миры, они осваивают невесомость среди «безвоздушного, усеянного звездами неба». Затем, маневрируя кейворитовыми заслонками-экранами, они опускаются на поверхность Луны…

Если бы имелось такое вещество, то с его помощью можно было бы не только легко путешествовать по звездным мирам, самоускоряясь до субсветовых скоростей, но и создать неиссякаемые источники энергии, воплотив мечту человечества о вечном двигателе. Но вот может ли, хотя бы в принципе, существовать такой природный элемент…

Крутильные весы Этвеша

Основную часть прибора составляет легкое горизонтальное коромысло, подвешенное на тонкой платиноиридиевой проволоке. К коромыслу прикреплены два грузика, один из которых расположен ниже другого. Наблюдая за шкалой в бинокль, можно обнаружить самый незначительный поворот коромысла.

Полет шара из кейворита (Герберт Уэллс, «Первые люди на Луне»)

Попробуйте задуматься — в чем же может заключаться сущность антигравитации, и после некоторых размышлений вы наверняка придете к удивительному понятию тел с отрицательной массой. Мы уже отмечали поразительное сходство ньютоновского закона всемирного тяготения и закона Кулона для взаимодействующих электрических зарядов. В одном — массы, в другом — заряды, все остальное одинаково. Поразительное сходство законов сразу наводит на мысль о том, что масса — это гравитационный заряд. Вот только почему он всегда одного знака, ведь электрические заряды бывают положительными и отрицательными, а гравитационные — только положительными. Может быть, это просто локальное свойство окружающего нас пространства и где-то в глубинах космоса существуют области антитяготения? Но тогда по каким признакам астрономы и физики должны вести поиск антигравитационной материи?

С первого взгляда может показаться, что различия в свойствах плюс- и минус-вещества не больше, чем у положительных и отрицательных электрических зарядов. Однако физический анализ показывает, что вселенные из плюс- и минусгравитирующего вещества обладали бы существенно различными свойствами. Чтобы убедиться в этом, вспомним о школьном втором законе Ньютона: ускорение тела равно действующей на него силе, поделенной на массу. У обычного и антигравитирующего вещества оно будет направлено в разные стороны, и если оттолкнуть предмет с отрицательной массой, он, наоборот, начнет приближаться. Любопытно было бы наблюдать полеты самолетов и ракет в таком мире! Все их движение происходило бы соплами вперед, а винты и турбины захватывали бы воздух в кормовой части и выбрасывали перед кабиной пилотов. А какое странное вооружение носили бы воинственные аборигены антигравитационных миров! Луки с тетивой, натягиваемой вперед, катапульты, выбрасывающие ядра назад, и очень необычное огнестрельное оружие, построенное по принципу безоткатных орудий и выбрасывающее вместе с пороховыми газами снаряды через затворную часть.

В общем, жить на планете с антигравитирующим веществом было бы совсем не просто. Известно, как трудно космонавтам научиться обращаться с предметами в невесомости, привыкнуть же к отрицательным массам было бы несравненно труднее! Получается, что законы механики в антигравитационном мире как бы имеют обратное действие, давая прекрасный сюжет для научно-фантастического повествования! Тем не менее подобная удивительная реальность вполне возможна и не противоречит ни физике, ни логике.

Чтобы понять все парадоксы мира антигравитации, надо вспомнить о двух типах физических масс: гравитационной, входящей в закон всемирного тяготения, и инертной из формулы, связывающей ускорение с силой. Создавая свою общую теорию относительности, Эйнштейн вывел очень важный принцип эквивалентности обеих масс. Этот принцип проверялся множество раз с все более возрастающей точностью, и ученые до сих пор не нашли отличия гравитационных сил от механических инерционных.

Рассмотрим взаимодействие двух тел, причем первое создает гравитационное поле и притягивает второе, как говорят, пробное тело. Ускорение пробного тела равно силе, поделенной на инертную массу, а сила притяжения пропорциональна произведению гравитационных масс обеих тел. Поскольку гравитационная и инертная массы пробного тела одинаковы, они сокращаются, и в результате получается, что его ускорение полностью определяется массой первого тела. Получается, что обычное вещество притягивает все тела независимо от того, какая у них масса, положительная или отрицательная, а вот антигравитирующая материя отталкивает от себя все другие тела, вне зависимости от вида массы. Самое же любопытное происходит при встрече обычного и антигравитирующего тел. Первое тело тянет антигравитанта к себе, а тот всячески отталкивается! Если усилия такого тандема направлены в одну сторону, то пара начинает двигаться как бы сама по себе, да еще и с ускорением!

Вот таким образом можно было бы сконструировать современный прообраз ковра-самолета или семимильных сапог. Откуда же будет браться энергия для подобных сказочных чудес? Закон сохранения энергии составляет фундамент современной физики, и любое его несоблюдение мгновенно уничтожает проекты не только до сих пор многочисленных лжевечных двигателей, но и красивых физических идей.