Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2014 № 08

Эту неведомую субстанцию назвали темной энергией. И вспомнили, что еще в 1917 году выкладки Альберта Эйнштейна в рамках общей теории относительности показали, что конструкция Вселенной получается неустойчивой. Со временем она коллапсирует под действием собственной гравитации. Чтобы решить проблему, Эйнштейн добавил в уравнения некую космологическую постоянную — лямбда-член. Но объяснить ее физический смысл не смог. Лишь когда в 1929 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, стало понятно, что лямбда-член из уравнений должен символизировать некую силу, которая растаскивает небесные тела в разные стороны. Источником этой силы и является темная энергия.

Чтобы окончательно убедиться в ее существовании, осенью 2013 года британские астрономы объявили о начале работы над новым проектом Dark Energy Survey (DES), цель которого — картографировать распределение темной энергии в пространстве и определить, как это распределение менялось в процессе эволюции Вселенной.

Хотя темная энергия невидима, астрономы могут узнать о ее присутствии по антигравитационному воздействию, которое она оказывает на далекие галактики и испускаемый ими свет. За 5 лет DES пронаблюдает 300 млн. галактик в области, занимающей примерно одну восьмую часть всего ночного неба.

Ныне считается, что своим существованием мы отчасти обязаны темной энергии, которая в короткое время после Большого взрыва растащила сгустки образовавшейся материи и антиматерии в разные стороны, не дав им соединиться и уничтожить зарождавшуюся Вселенную. «Вселенные с меньшим количеством темной энергии схлопываются столь быстро, что галактики сформироваться не успевают, — подчеркнул профессор Брайан Грин из Колумбийского университета (США). — А без галактик не было бы ни звезд, ни планет, ни шансов на возникновение жизни».

Однако, согласитесь, действие антигравитации в далеком космосе, на окраинах Вселенной, не так интересно, как, скажем, антигравитационный двигатель, которым можно пользоваться. И попытки создать его делаются.

Например, мы уже писали (см. «ЮТ» № 7 за 2010 г.) о так называемом «эффекте Казимира», названном в честь физика Хендрика Казимира, предсказавшего его в 1948 году. Между двумя металлическими пластина

ми, помещенными в вакуум и отстоящими друг от друга на миллиардные доли метра, возникает отрицательное давление, заставляющее их сближаться.

Это происходит потому, что пустое пространство на самом деле не совсем пусто. Оно буквально кипит от множества частиц, постоянно возникающих и исчезающих в очень короткие масштабы времени. Согласно квантовой теории, частицы можно также рассматривать и как волны. Между пластинами эти волны начинают напоминать колеблющиеся струны: возможны лишь такие колебания, половина длины волны которых целое число раз укладывается на струне. Между пластинами энергии меньше, чем снаружи. Если снаружи вакуум находится в нулевом энергетическом состоянии, то между пластинами должна быть отрицательная энергия. Она и создает «антигравитацию».

«Эффект Казимира» был подтвержден экспериментально в 1997 году сотрудниками Лос-Аламосской национальной лаборатории США. Но пока создаваемая сила очень мала. Она может стать подспорьем лишь в наноинженерии. Однако «антиказимиров эффект» не имеет никакого отношения к изменению самой гравитации и потому не является антигравитацией.

Еще один интересный эффект подметил российский физик Евгений Подклетнов. В статье 1996 года он сообщал, что объекты, помещенные над вращающимся сверхпроводящим диском, теряют 2 % своего веса. Подклетнов и его группа наткнулись на антигравитационный эффект неожиданно, работая со сверхпроводниками — материалами, теряющими все сопротивление электромагнетизму при сверхнизких температурах.

Группа проводила испытания, пользуясь быстро вращающимся диском из сверхпроводящей керамики, подвешенным в магнитном поле трех электрических катушек. Вся установка помещалась в низкотемпературный сосуд, называемый криостатом. «Один из моих друзей закурил трубку, — рассказывал сам Подклетнов. — Он пускал дым на криостат, и мы заметили, что дым все время поднимается к потолку. Это было забавно, причем мы не могли найти объяснение данному эффекту». Испытания выявили небольшое падение веса объектов, помещенных над установкой, как будто происходило экранирование объекта от влияния гравитации. Исследователи обнаружили, что даже давление воздуха над прибором слегка падает.

Схема установки Казимира.

Тем не менее, многие считают, что с опытами группы Подклетнова не все гладко. За прошедшие с публикации статьи почти 20 лет никто не смог воспроизвести описанные результаты, хотя такие попытки предпринимали исследователи из международных университетов и таких организаций, как Boeing, BAE Systems и даже NASA. Никто не достиг успеха в своих попытках.

Впрочем, даже если эффект в самом деле существует, он может не иметь прямого отношения к сверхпроводящему диску. На самом деле этот эффект создается магнитными силами, которые фокусируются и проводятся диском при вращении. На рисунке можно видеть, что три соленоидных магнита образуют сверхпроводящее кольцо, позволяя ему слегка подниматься. А магнитная левитация известна уже давно, даже практически используется в поездах на магнитной подушке.

…И все же работы, касающиеся феномена антигравитации, продолжаются. Со времен Исаака Ньютона известно, что яблоки падают вниз, а не вверх. Возможно, подходит время что-то в этом извечном законе подправить. И тогда произойдет переворот в транспорте, энергетике, даже в управлении погодой.

Профессор Майкл Доузер из ЦЕРНа говорит: «Принцип эквивалентности гласит, что все предметы падают в гравитационном поле с одинаковым ускорением. Это мы и будем проверять в своих экспериментах. И если падение антивещества будет отличаться от падения обычной материи в гравитационном поле Земли, произойдет революция в физике».

3. СЕВЕРЦОВ

Издавна среди моряков бытует легенда о «Летучем голландце» — корабле, который плавает по морям-океанам без команды на борту. Похоже, эта легенда может стать реальностью.

Британская компания Rolls-Royce приступила к разработке проекта безэкипажных грузовых судов с дистанционным управлением. Такие сухогрузы и контейнеровозы помогли бы операторам сэкономить на содержании экипажей и топливных расходах.

Разработкой проекта занимается подразделение компании — Blue Ocean. С контейнеровозов планируется убрать капитанский мостик, надстройки, жилые помещения для экипажа, системы водораспределения, канализации и кондиционирования… Благодаря этому дистанционно управляемые суда при схожих размерах будут примерно на 5 процентов легче кораблей с экипажем. Эти же контейнеровозы будут потреблять до 15 процентов меньше топлива, но благодаря освобождению дополнительного пространства смогут перевозить больше грузов. Правда, для обеспечения высокой надежности потребуется продублировать многие систе-