Антигравитация. Мечта о свободном полёте

Однако мало кто может объяснить, что такое антигравитация и что нужно для создания аппарата, использующего ее для свободного полета. Придется, как всегда, обратиться к физикам.

Все в мире пронизано гравитацией. Больше того, именно гравитация структурирует материю, и любой физический процесс подчинен ей. Люди осознали ее влияние на заре цивилизации, однако серьезное научное обсуждение началось только во времена Иоганна Кеплера (то есть в XVII веке), который был твердо убежден, что для поддержания движения планет вокруг Солнца требуется наличие невидимой силы, которая способна распространяться сквозь космическую пустоту. На основании этого убеждения Кеплер сделал верный вывод, что причиной земных приливов является гравитационное воздействие Луны. Французский мыслитель Рене Декарт соглашался с идеей Кеплера, но полагал что она передается с помощью мельчайших частиц.

Потом пришел Исаак Ньютон и вывел закон всемирного тяготения, из которого прямо следовало, что сила гравитации зависит от массы взаимодействующих тел и расстояния между ними. Причем сама по себе она оказалась столь ничтожна, что ее влияние становится заметно, только если речь идет о телах размером с планету. Впрочем, Ньютон ничего не мог сказать о механизме ее действия, и в науке надолго воцарилось мнение, что все-таки взаимное притяжение тел обусловлено мельчайшими частицами; со временем мнение выросло в теорию эфира.

Именно на основе представления о «вещественности» гравитации и создавались научно-фантастические романы конца XIX века, в которых описывались полеты на другие планеты. Если гравитация — это действие реальных частиц, то вполне можно придумать вещество или устройство, которое их «отталкивает». Соответственно, антигравитационный двигатель становится реальностью. Тут достаточно вспомнить «кейворит» — сплав, экранирующий гравитацию и описанный в романе Герберта Уэллса «Первые люди на Луне».

В 1916 году молодой немецкий физик Альберт Эйнштейн опубликовал результаты своих теоретических изысканий, известных сегодня как Общая теория относительности (ОТО). В ней он предложил «геометрическую» интерпретацию природы гравитации.

Оказывается, для объяснения действия гравитации не нужно придумывать какие-то особые поля или частицы. Представьте себе мягкую поверхность, на которой лежит тяжелый металлический шарик. Под ним образуется ямка, диаметр которой больше диаметра шарика. Если мимо катится другой шарик, то он может попасть в эту ямку, и в зависимости от скорости либо проскочит дальше, либо скатится в центр, либо будет долго «бегать» по стенкам ямки. Любые массивные тела — это шарики, изгибающие пространственно-временной континуум в «гравитационную воронку».

Несмотря на математическую выверенность ОТО, ее признали далеко не сразу. Поэтому Эйнштейн описал несколько эффектов, наблюдение которых подтвердит его теорию. Вскоре первое доказательство было получено: в 1919 году Артур Эддингтон при наблюдении солнечного затмения сумел зарегистрировать отклонение лучей звезд, проходящих поблизости от нашего светила, и оно оказалось именно таким, как предсказывала теория.

Впрочем, Эйнштейна беспокоил один важный вопрос. Если Вселенная вечна и бесконечна, то как объяснить, что все видимые объекты до сих пор не «слиплись» в один большой «комок» в результате гравитационного взаимодействия? Эйнштейн ввел в свои уравнения так называемую «космологическую постоянную», обозначаемую греческой буквой «лямбда» и, по сути, означающую наличие некоей природной антигравитации, препятствующей «слипанию». Однако в 1922 году советский математик Александр Фридман показал, что можно обойтись без всякой «лямбды», если предположить, что Вселенная возникла сравнительно недавно и с тех пор быстро расширяется. Поскольку эффекты, описанные Фридманом, были подтверждены астрофизиками, в космологии возобладала теория Большого взрыва.

Поскольку в течение ХХ века было получено множество прямых экспериментальных доказательств ОТО и теории Большого взрыва, то у сторонников идеи антигравитации практически не осталось аргументов в свою пользу. «Последним бастионом» стала проблема «гравитационных волн».

Альберт Эйнштейн предсказал, что движущиеся тела большой массы должны порождать в континууме разбегающиеся волны, подобные тем, которые порождает лодка, двигающаяся в воде («рябь пространства-времени»). Если бы такие волны не удалось обнаружить, тогда можно было бы говорить, что ОТО имеет ограничения хотя бы для части наблюдаемых объектов.

11 февраля 2016 года, то есть через сто лет после открытий Эйнштейна, международная группа ученых объявила о том, с помощью двух лазерно-интерферометрических гравитационно-волновых обсерваторий, расположенных в американских штатах Луизиана и Вашингтон, были зарегистрированы гравитационные волны, которые образовались в результате столкновения двух черных дыр, произошедшего 1,3 млрд. лет назад.

Открытие восприняли как сенсацию, но оно, скорее, разочаровывает тех, кто верил в неполноту теории Эйнштейна. Ведь теперь ее можно считать полностью доказанной, а она, с учетом теории Большого взрыва, исключает наличие природной антигравитации, которую можно было бы использовать для создания двигателей нового типа.

Однако отчаиваться рано, ведь законы физики не запрещают левитацию — свободный полет без использования какой-либо тяги.

Например, хорошо известны примеры левитации, когда вещество (диамагнетик), попадая в магнитное поле, не притягивается к нему, а отталкивается. Причем из диамагнетиков в основном состоят живые существа. В свое время много шума наделала работа группы физиков под руководством Андрея Гейма, продемонстрировавшей ряд наглядных опытов по диамагнитной левитации: они заставили левтитировать куски пиццы, лягушек и мышей. Увы, но этот метод требует больших расходов энергии, финансовых средств (самая простая установка стоит около 100 тысяч долларов) и индивидуальной настройки поля.

Куда перспективнее в этом смысле выглядит эффект, открытый Евгением Подклетновым. В 1989 году американская исследовательница Нинг Ли предположила, что хорошо раскрученный сверхпроводник, помещенный в магнитное поле, может стать источником гравитации. Евгению Подклетнову потребовалось три года, чтобы проверить гипотезу. В своем опыте, ставшем впоследствии знаменитым, он использовал диск из сверхпроводящей керамики, охлаждаемый жидким азотом и раскрученный до скорости пяти тысяч оборотов в минуту. Благодаря случайности (один из коллег Подклетнова пустил над аппаратом струйку табачного дыма, которая внезапно устремилась к потолку) исследователю удалось зафиксировать двухпроцентное уменьшение веса объектов, размещенных над установкой.

К сожалению, открытие тут же стало достоянием любителей псевдонаучных сенсаций, которые в буквальном смысле уничтожили репутацию ученого. В итоге он разместил результаты своего открытия в свободном доступе, а сам покинул науку.

Различные группы исследователей по сей день пытаются воспроизвести эффект Подклетнова и понять его природу. У кого-то получается, у кого-то нет. Видимо, сам первооткрыватель не учитывал и не описал некий фактор, позволяющий эффекту проявиться во всех экспериментальных случаях.

Нет сомнений, что на этом пути ученых ждет еще множество интересных открытий, которые, без сомнения, изменят мир. Будем надеяться, что случится это еще при нашей жизни.