Научные открытия, меняющие мир - Вадим Панин

Пишут, что в июле 1903 года над Нью-Йорком можно было видеть северное сияние, от которого ночью было светло, как днем. Нет, это не природное явление – это электрические генераторы Теслы били в небо молниями, и другие молнии возвращались к шару на башне «Ворденклифа». Согласно протоколам масштабного эксперимента, Тесла снова смог получить из атмосферы электричество в объемах, на несколько порядков превышающих затраченные на первоначальный разряд. Он производил электричество буквально из ничего!

Следующие за этим нашумевшим экспериментом два года Тесла безвылазно сидит в «Ворденклифе» и работает, работает, работает. Согласно его дневникам, развитие новой технологии позволяет ему теперь аккумулировать, передавать и разряжать любое количество электроэнергии в любую точку земного шара. Масштабы сенсации трудно было себе представить. Ведь такая мощность может использоваться как в созидательных, так и в разрушительных целях. С одной стороны, сама собой отпадает потребность в проводах – все приборы в «мире по Тесле» будут питаться за счет передаваемого на них атмосферного электричества, нацеливать которое будут региональные башни, наподобие той, что стоит в «Ворденклифе».

Увы, в 1905 году все исследования на башне Тесла прекратил, а через несколько лет и вовсе взорвал ее. Причины этого до сих пор неясны. Наиболее компетентные исследователи и биографы ученого считают, что инвесторы отказались финансировать проекты Теслы, когда поняли, что изобретатель не собирается предлагать сиюминутных решений для развития электрического освещения и энергоснабжения городов, а занят «высокой наукой». Практического смысла в беспроводной передаче энергии по всему земному шару они не углядели, так что Никола через какое-то время был вынужден влезть в долги для продолжения своих работ, а потом, выбираясь из кредитной пропасти, распустить лабораторию и продать оборудование и земельный участок.

В дальнейшем ученый многие годы перебивался незначительными патентами и проектами, потому что ему все время не хватало финансирования на реализацию более амбициозных идей. Последний крупный эксперимент с участием Николы Теслы (а также других великих ученых, среди которых Эйнштейн и Оппенгеймер) – легендарный Филадельфийский эксперимент, о ходе и результатах которого имеется больше слухов, чем фактов. Вернее, сам Тесла при эксперименте не присутствовал – скончался незадолго до него. Но именно генераторы его конструкции играли главную роль в проекте.

В чем была суть опыта? С помощью магнитных полей, создаваемых установками Теслы, требовалось создать вокруг военного корабля поле, способное изменять направление проходящих через него световых волн и тем самым сделать эсминец «Элдридж» невидимым для военных локаторов. Оборонное будущее у проекта, понятное дело, было огромным.

Официально считается, что эксперимент провалился. Но в «утечках информации», появившихся сразу после событий, сообщается, что в Филадельфии произошло нечто невероятное. Когда генераторы включили на полную мощность, «Элдридж»… исчез. Катера спокойно пересекали водную гладь там, где он должен был находиться. Через несколько минут эсминец появился на том же месте. Члены экипажа корабля были обнаружены без сознания и не смогли внятно описать, что, с их точки зрения, произошло. Никаких разумных объяснений или комментариев этих событий нет и по сей день. Наверное, только Никола Тесла нашел бы, что сказать по этому поводу.

Напоследок приведу интересный список. Тесла составил его в 1900 году и озаглавил «Мировая система». Ученый изложил свое мнение о том, как в ближайшем будущем изменится наша жизнь. Можете сами увидеть, что уже сбылось, а что – еще нет. Список таков.

• Установление связи между телеграфными станциями или центрами всего мира.

• Установление связи между телефонными станциями Земли.

• Единое распространение газетных известий при помощи телеграфа и телефона.

• Создание службы для передачи сведений и информации с частной целью.

• Единая отметка времени с помощью часов, которые с астрономической точностью отмеряют секунды.

• Передача знаков, слов, звуковых сигналов, а также машинописных и рукописных текстов на любое расстояние.

• Создание общемировой службы для нужд торгового флота, помогающей в навигации, в безупречных бескомпасных рейсах, в определении местонахождения, скорости, в предотвращении столкновений и катастроф.

• Введение общемировой системы печатания.

• Репродуцирование фотографий и всех видов чертежей или текстов с возможностью их пересылки во все концы света.

Глава 3. Тот самый коллайдер

Словосочетание, с которым сегодня у многих ассоциируется научный прорыв и которое на слуху у каждого, кто смотрит новости, – «Большой адронный коллайдер» (БАК). Огромный прибор, созданный с туманными для простого человека целями, стал объектом бурных обсуждений всего ученого сообщества. Постепенно информация перекочевала на телевидение и в газеты, естественно, упростившись по дороге, – ведь обывателю нужны не научные подробности, а сенсации.

БАК – это прибор, который должен ни много ни мало пролить свет на то, как образовалась наша Вселенная.

Коллайдер – это устройство, в котором элементарные частицы разгоняют до больших скоростей, сталкивают вместе и следят за последствиями этих соударений. БАК разгоняет протоны и ионы до скорости, стремящейся к скорости света (которую, как известно, достичь нельзя). Два луча заряженных частиц будут наворачивать круги по 27-километровому туннелю под Женевой до тех пор, пока не столкнутся друг с другом. Энергию каждого луча можно упрощенно представить так: вообразите себе объект размером меньше вашего ногтя, при этом имеющий инерцию авианосца, идущего на предельной скорости.

Задач, которые коллайдер может решить описанным выше способом, множество. Но, напомню, ключевая из них такова – столкновение пучков заряженных частиц должно повторить в миниатюре так называемый Большой взрыв, с которого началось существование Вселенной. Эксперимент даст физикам много новой информации об устройстве нашего мира на уровне элементарных частиц, меньших по размеру, чем атомы.

В теоретической физике существует система уравнений, называемая Стандартной моделью. Она призвана описать все возможности взаимоотношения элементарных частиц – то есть, попросту говоря, все законы физики. Построена она была, когда далеко не все элементарные частицы были открыты, и предсказала существование «незнакомцев». Теперь в Стандартной модели есть всего одна «темная лошадка» – бозон Хиггса, неуловимая элементарная частица, ответственная за гравитацию. Грубо говоря, мы до сих пор не знаем, почему предметы обладают разной массой, и обнаружение бозона позволит ответить на этот фундаментальный физический вопрос. Эксперименты меньшего масштаба, чем БАК, здесь, увы, не годятся. Мировой научной элите потребовалось много лет, чтобы наконец спроектировать и возвести это грандиозное сооружение.

Чтобы вы представили себе сложность задачи, приведу метафору. Авторами ее являются создатели одного из учебников по ядерной физике Ю. М. Широков и Н. П. Юдин.

«Посредине темной сферической полости размером с земной шар размещено очень большое количество одинаковых предметов, например радиоприемников одной и той же марки. В условиях невесомости и отсутствия сопротивления воздуха вы стреляете по ним из пулемета, а на поверхности полости регистрируете скорость и место падения осколков. Подумайте, как по этим данным восстановить конструкцию приемника, и вы получите представление о том, как изучают элементарные частицы».

С коллайдером связано и множество страшных историй, ни одна из которых до сих пор не стала реальностью, но сбрасывать которые со счетов все же не стоит. Метко окрещенные газетчиками как «большие адронные кошмары», они находятся где-то в очень далеком и пыльном углу теории вероятностей, но, если о них забыть, потом может оказаться поздно.

В чем же опасности коллайдера? Моделируя космические процессы, БАК может «случайно» воспроизвести и космические катаклизмы. Не Большой взрыв, но тоже весьма немаленькую катастрофу. Объясню подробнее.

Первая опасность – теоретическая возможность образования в коллайдере черной дыры. Эти редкие космические объекты неплохо изучены, и описать, что же произойдет с Землей в этом случае, не представляет труда. В центре черной дыры гравитационные силы так велики, что за ее пределы не могут выбраться даже объекты, движущиеся со скоростью света. Поэтому, кстати, космическое тело и называется черной дырой – оно поглощает весь свет, до которого может добраться.