Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Так или примерно так авторы научно-фантастических произведений описывают взлет антигравитационных космических кораблей будущего. Как известно, для того, чтобы «оторваться» от Земли и улететь в космос, космический аппарат должен преодолеть силу земного притяжения, порвать «цепи тяготения», привязывающие любой предмет к поверхности нашей планеты. Для этого необходимо развить так называемую вторую космическую скорость, которая для Земли равна 11,2 км/с. Для других – более массивных или более плотных небесных – тел значение второй космической скорости может быть и значительно более высоким. Так, например, для Солнца она составляет 600 км/с, для очень плотных звезд – «белых карликов» – 6000 км/с, а для еще более плотных нейтронных звезд – 1 000 000 км/с.

Создание антигравитационных двигателей помогло бы решить многие проблемы, связанные с освоением космоса. Что говорит о подобной перспективе современная физическая наука?

В рамках общей теории относительности возможность существования антигравитационных сил практически исключена. Дело в том, что в основу этой теории положен «постулат» о равенстве «гравитационных зарядов» массам взаимодействующих тел для любых форм и видов материи. А так как отрицательных масс в природе, по-видимому, не бывает, то не могут существовать и отрицательные «гравитационные заряды».

Значит ли это, что придется отказаться от всяких надежд? Общая теория относительности Эйнштейна – великая теория! Сегодня это признается всеми. Но тем не менее и у нее, видимо, должны существовать границы применения. И предположение о том, что за этими границами антигравитация все же может существовать, не содержит в себе ничего антинаучного. В частности, в последние годы физики обнаружили нечто такое, что, возможно, открывает реальный путь к победе над тяготением. Согласно квантовой физике, любое физическое поле состоит из элементарных порций – квантов. Не должны, очевидно, составлять исключение из этого правила и поля тяготения. Исследование природы различных физических взаимодействий привело ученых к выводу о том, что существует не одно-единственное поле тяготения, как считалось раньше, а – три, различающиеся по своим свойствам. На больших расстояниях эти поля как бы сливаются, образуя единое «супергравитационное поле». Однако на малых расстояниях они расщепляются и становятся независимыми друг от друга. Пока это только гипотеза, но знаменательно, что современная теоретическая физика приходит к ней разными путями, отталкиваясь от самых различных предположений. Скорее всего, это не простая случайность. Обычно подобная ситуация свидетельствует о том, что полученный вывод соответствует действительности.

Но если полей тяготения три, то каждое из них должно иметь и свои собственные кванты. Кванты обычного гравитационного поля получили название «гравитонов». Они всегда движутся точно со скоростью света и, подобно фотонам, а, возможно, и нейтрино, не имеют «массы покоя». Правда, в отличие от этих частиц, обнаружить гравитоны экспериментально никому до сих пор не удалось. Может быть, потому, что эти частицы чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом и поэтому обладают фантастической проникающей способностью, которая во много раз превосходит проникающую способность даже таких «всепроницающих» частиц, как нейтрино.

Что же касается квантов двух других гравитационных полей, получивших названия «гравифотонного» и «гравискалярного», то будучи столь же неуловимыми как гравитоны, они, в отличие от своих «собратьев», обладают вполне определенными массами. Впрочем, массы эти скорее всего весьма невелики, но в то же время не меньше, чем несколько тысячных триллионной доли массы электрона. Дело в том, что чем «легче» кванты, тем больше радиус их действия. И если бы гравифотоны и гравискаляры были чересчур легкими, то их влияние должно было бы неизбежно сказаться на характере движения небесных тел. А это неминуемо было бы зарегистрировано астрономами и астрофизиками.

Однако нельзя исключить и другую возможность. Гравифотоны и гравискаляры могут оказаться весьма тяжелыми частицами с массами, в сотни и тысячи раз превосходящими массу протонов – ядер атомов водорода. Но тогда их действие может проявляться лишь на ультрамалых расстояниях, то есть в глубинах микромира. Ответ на вопрос, каковы реальные значения масс этих образований, могут дать только будущие исследования.

Но самое интересное – другое. Оказывается, гравискалярные силы, подобно обычным силам тяготения, могут быть только «притягивающими». А гравифотонные – как «притягивающими», так и «отталкивающими», в зависимости от того, из чего состоят взаимодействующие тела – из вещества или антивещества. И тут мы сталкиваемся с совершенно неожиданным парадоксом: массы, состоящие из вещества и антивещества, должны притягиваться, а объекты, состоящие из обычного вещества – наоборот… отталкиваться. Иными словами, самые обычные окружающие нас предметы под действием гравифотонного поля тяготения должны разлетаться в разные стороны. Однако ничего подобного, как известно, не происходит. Почему? Возможно, гравифотонное взаимодействие значительно уступает по силе гравитационному и соперничать с ним просто не в состоянии. А, может быть, оно в самом деле проявляется лишь на ультрамалых расстояниях. Однако не исключено и другое. Вполне возможно, что гравифотонная антигравитация уравновешивается гравискалярным притяжением. И проявляет себя только привычное гравитационное притяжение.