Юный техник, 2004 № 06 - Журнал «Юный техник»

Впрочем, сама по себе идея эфирной природы тяготения не была забыта. Так, скажем, британский физик Оливер Лодж в 1907 году определил, что плотность эфира в 1000 раз меньше плотности платины, а энергия, по его расчетам, равна 1033 эрг/см3. Тем не менее, и ему не удалось выяснить, куда же девается энергия поглощенных веществом эфирных частиц.

Лоджу попытались помочь другие исследователи. Джордж Томсон и Анри Пуанкаре, например, предполагали, что энергия поглощаемого эфира превращается не в тепловую, а энергию другого рода. Однако ни они сами, ни их последователи не смогли обнаружить даже следы этой другой энергии. Весьма спорными показались многим и эксперименты по обнаружению самого эфира во Вселенной.

В общем, все вздохнули с облегчением, когда в 1916 году Альберт Эйнштейн в своей теории относительности описывал гравитацию как воздействие материи на свойства пространства и времени, которые, в свою очередь, влияют на движение тел и другие физические процессы.

Таким образом, решение вопроса о существовании эфира было отложено до лучших времен. Свойства тяготения как-то удалось объяснить и без его помощи.

Теория относительности сыграла ключевую роль в развитии астрономии. Именно благодаря ей во второй половине XX века ученым удалось обнаружить объекты с достаточно сильным гравитационным полем — квазары, нейтронные звезды, пульсары…

Однако сейчас, похоже, и сама теория относительности ставится под сомнение. Так, согласно некоторым выводам из нее получается, что во Вселенной должны существовать некие гравитационные поля и волны. Однако все попытки обнаружить эти волны экспериментально пока заканчиваются неудачей.

Несколько лет назад физик Райли Ньюмен из Калифорнийского университета пытался измерить гравитационное взаимодействие между стальной трубой и медным стержнем, подвешенным на пластиковом тросе в вакуумной камере. По идее, стальная труба воздействует на медный стержень, вызывая еле заметное скручивание пластикового троса. Измеряя это скручивание, Ньюмен надеялся оценить величину гравитационного взаимодействия.

Однако самописец сначала чертил горизонтальную линию, но примерно через час линия пошла круто вверх и снова опустилась к горизонтальному положению. «Это произошло глубокой ночью, — размышлял ученый, — и никак не могло быть объяснено влиянием стальной трубы».

Студенты, участвовавшие в эксперименте, проверили все возможные источники гравитационного воздействия, но ничего странного не обнаружили. А через какое-то время эффект повторился. И тут кто-то случайно обратил внимание, что как раз в это время (около трех часов утра) запускаются поливальные автоматы на лужайке перед зданием лаборатории. Текущая вода и создавала паразитные поля вокруг установки. Однако далеко не все исследователи согласны с таким примитивным объяснением. Некоторые полагают, что экспериментаторам все-таки удалось зафиксировать гравитационную волну. Споры продолжаются, и точку в них должны поставить последующие эксперименты.

Тем временем Моти Милгром, физик из Вейцманского института наук в г. Реховоте (Израиль), подошел к той же проблеме с другой стороны. Он заявил, что необходимость в гипотезе существования темной материи отпадет, если немного «подправить» сам закон всемирного тяготения. «А что, если известные нам законы гравитации не применимы к межгалактическим масштабам? — пишет он. — В конце концов, законы Ньютона проверялись лишь 300 лет в пределах Солнечной системы, между тем как типичный период вращения галактик занимает время от момента исчезновения динозавров до наших дней и масштабы воздействия там совсем иные!»

Рассуждения Милгрома поддерживают и некоторые другие исследователи. «Ньютоновское представление о гравитации нуждается в определенной корректировке, — говорит бывший почитатель идеи темной материи доктор МакГауф из Кембриджского университета в Англии. — На Земле ускорение свободного падения любого тела, как известно, равно 9,8 м/с2. А вот наше Солнце и все другие звезды нашей галактики «падают» к ее центру с неизмеримо меньшим ускорением — притяжение центра нашей Галактики слабее земного в десять миллиардов раз!»

Милгром и его последователи уверены, что для таких слабых взаимодействий ньютоновские законы должны быть изменены. По их мнению, при столь малых ускорениях сила гравитации уже будет не прямо пропорциональной ускорению, как утверждает Ньютон, а квадрату этой величины. При таком допущении появляется возможность объяснить и предсказать движение галактик без привлечения ссылок на темную материю.

Впрочем, какая именно концепция строения Вселенной — с темной материей или без нее — окажется справедливой, должно показать будущее. Рассуждения теоретиков должны подтвердить экспериментаторы, которые ищут способы подтвердить (или опровергнуть) наличие темной материи на практике.

Максим ЯБЛОКОВ

СУМАСШЕДШИЕ МЫСЛИ

«Звездные врата» действительно можно построить, полагают современные физики

Знаменитый датский физик Нильс Бор в свое время заметил, что пилотируемая космонавтика с ее героическими экспедициями на Луну или даже просто на орбиту есть «несомненное торжество человеческого интеллекта и… печальная ошибка здравого смысла». На чем основано такое суждение?

Еще недавно не только фантасты, но и ученые считали, что способ путешествия в космосе с помощью космических кораблей — единственно возможный. Некоторые ученые полагают, что путешествовать по Вселенной люди в будущем будут так, как это было показано в фильме «Звездные врата».

Известный космонавт Георгий Гречко, рассказывая о трудностях орбитальных вахт, сообщил как-то, что во время полета космонавтам засчитывают, как на войне, день за три. И того, наверное, мало, поскольку люди в столь экстремальной ситуации выкладываются до конца, «летают с оголенными нервами».

Тем не менее, в последнее время снова заговорили о новых полетах людей на Луну, организации пилотируемой экспедиции на Красную планету. Но стоит ли выкладывать на нее огромные средства, рисковать людскими жизнями? Ведь лететь к Марсу, а тем более на окраины Солнечной системы на обычных химических ракетах довольно бессмысленно.

Обратите внимание, до сих пор в пилотируемой космонавтике используются ракеты, разработанные свыше 40 лет тому назад, и «челноки», первый полет которых был осуществлен еще в 1981 году. Получается, в этой области техники вот уже многие годы мы, по существу, топчемся на месте. «В космонавтике, похоже, складывается примерно та же ситуация, что существовала в поршневой авиации в конце 40-х годов прошлого века, — полагает академик Анатолий Коротеев. — Тогда из тупика авиацию вывел переход на реактивные двигатели, то есть переход на качественно иной уровень»… И теперь одни специалисты видят выход в использовании для дальних экспедиций ядерных ракетных двигателей, другие — в поиске принципиально новых способов преодоления пространства.

Что касается ядерных двигателей, то в той же авиации они не прижились из-за их неэкологичности, опасности для экипажа и обслуживающего персонала. Этот риск возрастает многократно в открытом пространстве, где у людей нет «брони» от жесткого космического излучения.

И это еще не все. Как известно, в космосе люди лишаются привычного веса. А отсутствие гравитации, как показывает опыт, весьма коварно влияет на организм: мышцы, в том и числе и сердечные, резко слабеют, из костей начинает быстро вымываться кальций, и они становятся хрупкими. Из-за этого космонавты, работающие на МКС, вынуждены ежедневно изматывать себя многочасовыми тренировками на тренажерах. Иначе они попросту не смогут вернуться на Землю, погибнут от перегрузок при спуске с орбиты. А они ведь находятся в космосе всего лишь месяцами, но не годами и десятилетиями, как того требуют дальние космические перелеты даже в пределах нашей Солнечной системы. В общем, нужны новые аппараты и иные принципы преодоления расстояний.

Российский физик, профессор Юрий Фомин полагает, что на выручку нам может прийти многомерное пространство. Окружающий нас мир измеряется не только 3–4 векторами, как мы привыкли считать. Многие теоретики полагают, что Вселенная многомерна, число измерений в ней стремится к бесконечности. А стало быть, есть принципиальные возможности для существования бесчисленного множества так называемых «параллельных миров» со своими галактиками, звездными и планетными системами.

Причем, как показал недавно американский теоретик Хьюджет Эверетт, попытка понаблюдать за этими мирами может привести к весьма интригующим последствиям. Каждое наблюдение является взаимодействием, которое меняет состояние и наблюдателя, и самого объекта. И потому при каждом измерении Вселенная разветвляется на ряд параллельных Вселенных. Весь мир — это каскад причинно-следственных цепочек, и не только будущее, но даже прошлое обладает вероятностью в зависимости от того, кто его изучает! Таким образом, говоря проще, в каждом из параллельных миров время может двигаться со своей скоростью и даже в противоположных направлениях.