Роман Подольный - Чем мир держится?

В одной хорошей научно-популярной книге написано буквально следующее: «Любопытно отметить, что некоторые вопросы, поставленные наукой на заре ее развития, не могут быть решены, несмотря на все достижения современности. Одним из таких важных, интересных, но совершенно не продвинувшихся со времени Ньютона вопросов является вопрос о природе всемирного тяготения…»

А уже в следующей главе книги идет рассказ о теории Эйнштейна — это после заявления об отсутствии продвижения вперед после Ньютона в проблеме природы тяготения…

В чем же дело? Почему достойные, серьезные ученые, не работающие непосредственно в теоретической физике (не говоря уж о журналистах), так часто подчеркивают загадочность именно тяготения?

Кажется, причины тут чисто психологические. И в их числе, пожалуй, сложность теории Эйнштейна — причина из самых в данном случае малозначащих. Теория Максвелла, конечно, проще, но о загадке электромагнетизма не говорят ведь и те, кто не имеет об этой теории ни малейшего представления Гораздо важнее, что само тяготение воспринимается как сила, не подвластная человеку, наоборот даже, властвующая над ним.

То ли дело электромагнитные силы! Гидростанции и игрушечные автомобильчики, холодильники и обыкновенная лампочка… Как видеть загадку в верном слуге? Если, по старой пословице, не существует великого человека для его камердинера, то уж увидеть загадочность в камердинере еще труднее. Атомное ядро стало служить человеку совсем недавно, и все-таки тот же эффект оказался в значительной степени достигнут за четверть века, которые прошли со ввода в действие первых атомных электростанций.

Победить — для нашего житейского мышления означает и разгадать. На самом же деле это далеко не одно и то же.

…Человеческое мышление по природе своей способно давать и дает нам абсолютную истину, которая складывается из суммы относительных истин. Каждая ступень в развитии науки прибавляет новые зерна в эту сумму абсолютной истины, но пределы истины каждого научного положения относительны, будучи то раздвигаемы, то суживаемы дальнейшим ростом знания.

Играет, видимо, свою роль и ненаглядность общей теории относительности. Привычка считать попятными только наглядные механические модели, идущая со времен Галилея, если не от Древней Греции, сохранилась у большинства из нас до сих пор.

Атом можно представить в виде миниатюрной Солнечной системы; хотя такое представление безнадежно устарело, самая возможность его позволяет относиться к атому и его ядру как к чему-то, что сам ты не знаешь, но ученые — те знают.

Для теории Максвелла механические модели так же невозможны, как для теории Эйнштейна; а как сам Максвелл в свое время пытался найти их! Не смог. Обошелся.

Электромагнетизму сегодня отсутствие механической наглядности прощается — за верную службу.

Значит, все дело в том, чтобы найти способы обуздать тяготение, управлять нм — тогда оно догонит по степени понятности электричество. Иначе с общепринятой загадочностью тяготения ничего не сможет сделать и та теория гравитации, что сменит когда-нибудь теорию Эйнштейна, — не сможет, как бы глубоко ни заглянула новая законодательница тяготения в его механизм. Ей же ей, это будет действеннее даже, чем изучение общей теории относительности в школе — такое обучение, кстати, уже стало правилом в некоторых школах и у нас, и за рубежом.

А вот управление тяготением, активная утилизация его, генерирование и укрощение — все это дело будущего.

Кто не видел волн на воде — набегающих на морской берег, ряби на реке под легким ветром, кругов, расходящихся от брошенного в пруд камня? Мы знаем радиоволны, знаем, что свет — это тоже волны; квантовая механика категорически подчеркивает волновые свойства элементарных частиц.

Чем же на этом фоне так уж выделяются гравитационные волны, что они собой представляют? Или должны представлять, поскольку пока они только предсказаны, только вычислены, только описаны. — и не более того…

Уравнения Эйнштейна гораздо сложнее уравнений Максвелла. Но структура тех и других уравнений сходна. Из теории Максвелла следовало, что при неравномерном движении электрического заряда возникают электромагнитные волны. Именно таково в конечном счете происхождение и радиоволн, и рентгеновских лучей, и самого обыкновенного видимого света.

Немецкий физик Генрих Герц впервые в опыте показал реальность электромагнитных волн. Это случилось в 1888 году.

Понадобилось всего семь лет, чтобы Александр Попов превратил электромагнитные волны в средство коммуникации, и человечество получило радиосвязь.

Так вот, неравномерное движение «гравитационных зарядов» (а такие «заряды», как вы знаете, несут все известные нам тела) тоже должно создавать волны, только, естественно, гравитационные. Поскольку же гравитация тесно связана с геометрическими свойствами пространства, то колебания поля тяготения есть колебания кривизны пространства [20] Впервые идея о возможности волн гравитации была высказана еще до возникновения общей теории относительности Б. Б. Голицыным в его переписке с П. Н. Лебедевым. .

Необходимая оговорка: польский физик Леопольд Инфельд доказывал, что гравитационные волны невозможны, невозможен реальный перенос ими энергии. Но мало кто из теоретиков разделяет сегодня эту точку зрения.

Равномерное движение в нашем мире встречается не так уж часто. Движение Земли и других планет вокруг Солнца — движение с угловым ускорением, значит, неравномерное. Любое космическое тело при движении по своей орбите излучает гравитационные волны, они рождаются и при любых столкновениях тел, при взрывах — словом, буквально всюду.

Мир должен быть пронизан гравитационными волнами. А поскольку они подчиняются законам квантовой механики, то являются одновременно материальными частицами, имеют массу. По некоторым подсчетам, около трети всей массы-энергии в нашей Вселенной составляют именно гравитоны, родившиеся в течение тех десяти — двадцати миллиардов лет, которые отводят астрофизики на существование Метагалактики. В каждом кубическом сантиметре космического пространства содержится, возможно, десять в минус тридцатой степени грамма гравитонов — столько же, сколько (в среднем) всей видимой материи — от звезд до фотонов (еще треть массы мира составляют, возможно, нейтрино). И вот это-то грандиозное явление пока что только описано, но не обнаружено. Причина — та самая слабость силы тяготения, о которой уже столько раз говорилось. Вот какой пример приводит В. Борисов в книге «Загадка тяготения»: «Если взять несколько брусков кварца массой в 1 т, возбудить в них такие упругие колебания, что бруски будут колебаться в режиме, близком к разрушению (на это понадобится 10 8Вт мощности), мощность всего гравитационного излучения составит 10 -21Вт».