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

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.

Однако, как это ни странно, никакие законы сохранения не нарушаются при движении системы из положительных и отрицательных гравитационных зарядов. Рассмотрим общую энергию нашей необычной системы тел. Для равных масс обычного и антигравитирующего тел суммарная энергия всегда остается равной нулю, независимо от того, движется эта пара или покоится. Отрицательная кинетическая энергия ковра-антигравитанта будет компенсировать положительную кинетическую энергию его седока, и в целом закон сохранения энергии не нарушится. В мире с отрицательными массами возникновение энергии «самодвижения» всего лишь означает ее перераспределение. Правда, в мире антигравитации должно наблюдаться множество необычных физических эффектов. К примеру, при облучении обычного вещества потоком элементарных частиц вещество тормозит частицы или даже задерживает их в себе. А вот антигравитирующие частицы при прохождении обычной материи будут только ускоряться, а их собственная отрицательная энергия возрастать по абсолютной величине. Обычное тело может стать своеобразным ускорителем элементарных частиц — антигравитантов!

Итак, в мире антитяготения действуют все те же законы сохранения, однако в природе существуют и другие фундаментальные запреты. Наиболее подозрителен с этой точки зрения принцип причинности, запрещающий объединение событий в замкнутые петли, когда, двигаясь вперед по времени, тем не менее удается попасть в прошлое. Например, больше скорости света может стать скорость движения центра тяжести двух разлетающихся в противоположные стороны тел. Если они состоят из обычного вещества, их центр тяжести всегда располагается между ними и его скорость никогда не бывает больше световой. Однако если одно из тел имеет отрицательную массу, то центр тяжести будет располагаться снаружи пары и его скорость тем больше, чем ближе по абсолютной величине массы разлетающихся тел. Для равных масс его скорость вообще будет стремиться к бесконечности. Разгадка этого парадокса связана с принципом «сверхсветового зайчика» или мнимых «сверхсветовых ножниц». Дело в том, что даже небольшое перемещение антигравитирующей массы приводит к очень резкому сдвигу центра тяжести, подобно тому как небольшое покачивание зеркальца в солнечном луче выражается в гигантских скачках светового блика — зайчика или легкое движение ручек воображаемых ножниц приводит к сверхбыстрому движению их сверхдлинных концов, скорость которого вполне может превысить световую.

Однако все эти умозрительные парадоксы нисколько не нарушают основополагающий принцип причинности. Ведь теория относительности запрещает сверхсветовое перемещение материи, энергии и информации, так как только такие процессы воздействуют на тела и происходящие с ними события. Ну а поскольку ни солнечный зайчик, ни воображаемый рычаг сверхдлинных ножниц не несут с собой ни материи, ни энергии, ни информации, то с их помощью невозможно нарушить «логику физических событий». Таким же образом движется и центр тяжести пары положительного и отрицательного гравиазарядов, напоминая перемещение мнимой математической точки.

Итак, непреодолимых запретов для антигравитирующей материи пока еще теоретически не выявлено, и есть все основания продолжать разработку данной удивительной концепции. Существует научный принцип познания окружающей природы, гласящий: все, что не противоречит известным нам законам, имеет право на существование. С этой точки зрения поиск вещества с отрицательной массой вполне оправдан. Только вот где его искать?

Впервые идея антигравитирующей материи появилась много лет назад в работах выдающегося английского физика Поля Дирака, который пытался объединить квантовую механику с теорией относительности. Он посчитал найденные решения ошибочными, поскольку они содержали отрицательные значения энергии и массы. В связи с этим идея отрицательных гравитационных зарядов долго не имела дальнейшего развития, как призрак возникая и исчезая в различных физических теориях.

В середине прошлого века исследования возможности построения теории антигравитации проводили известный английский теоретик Г. Бонди и советский физик Я. П. Терлецкий. В свое время Бонди прославился своими исследованиями звездной аккреции (падения вещества на поверхность звезд) и разработкой теории стационарной Вселенной, что и наложило отпечаток на его концепцию антигравитирующей материи. Впрочем, однозначного и убедительного ответа на вопрос о том, может ли подобное вещество существовать в природе, данные ученые так и не смогли сформулировать.

Сравнительно недавно появились новые публикации в научных журналах, возвращающие нас к интригующей загадке отрицательных масс. По мнению группы английских физиков, не исключено, что миллиарды лет назад в новорожденной Вселенной положительные и отрицательные гравитационные заряды были хаотически перемешаны. В последующем под влиянием гравитационных сил положительная материя собралась в комки планет, звезд и галактик, а отрицательная, отталкиваясь от всего на свете, распределилась более или менее однородно, образовав космические пустоши на границе Метагалактики. Если это так, то распределение вещества в мире должно быть похожим на гигантские соты с ячейками, заполненными разреженной антигравитирующей материей, и пограничными стенками из сконденсированного обычного вещества. Любопытно, что астрономы действительно наблюдают нечто похожее и не нашли еще однозначного объяснения такой субструктуре Метагалактики.

Впрочем, вполне возможно, что антигравитирующей материи в нашей Вселенной просто не осталось к настоящему времени по той же причине, почему нет небесных тел из антивещества. Эту загадку решил в свое время академик Андрей Дмитриевич Сахаров,обратив внимание на то, что античастицы при очень высоких температурах вступают в реакции чаще частиц, и поэтому при формировании материи после Большого взрыва они просто выгорели без остатка. Подобным образом могут вести себя в условиях сверхвысоких температур и разноименные гравитационные заряды, взаимодействуя с различной скоростью реакций. Поэтому вполне вероятно, что антигравитирующее вещество до наших дней практически не сохранилось.