Чем мир держится?

Использование энергии тяготения в космосе прямо-таки напрашивается. Скажем, для того, чтобы добраться до планет, есть прямой смысл заставить космический корабль по дороге с какого-то момента падать на Солнце с выключенными двигателями. Естественно, поскольку корабль движется относительно Солнца, он будет падать на него точно так же, как «падает» на Солнце наша Земля, то есть попросту начнет двигаться вокруг Солнца по эллиптической траектории, станет планетой Солнечной системы, только искусственной. Требуется предварительно рассчитать его орбиту так, чтобы в какой-то точке она подошла максимально близко к планете назначения, в этой точке на корабле снова включат двигатели. Весь промежуточный участок пути будет пройден за счет гравитационной энергии Солнца.

Разработал эту схему еще в 1920-е годы немецкий ученый В. Гоман. Сегодня автоматические космические корабли к Венере и Марсу летят именно по таким «ленивым» траекториям. «Солнечный зонд», о котором говорилось выше, в середине восьмидесятых годов для того, чтобы поближе подобраться к Солнцу, использует гравитационное поле Юпитера.

Довольно нескоро человечество, видимо, сможет позволить себе тратить на кораблях горючее в таких размерах, чтобы они летели к планетам прямиком. Но сам принцип «утилизации» по пути бесплатной и ничего не весящей энергии тяготения будет, очень возможно, использован в межзвездных полетах. Вот описание такого способа дальних полетов из рассказа Михаила Пухова — не только фантаста, но и физика: «Вы когда-нибудь видели бильярд? Вот и прекрасно. Карамболем называют сложный удар, при котором биток, прежде чем коснуться мишени, задевает промежуточный шар. Или несколько промежуточных шаров. А мы пользуемся этим термином для полетов с гравитационным разгоном и поворотом… Первые такие рейсы выполнялись еще в XX веке, когда облет Венеры или Юпитера по пути к другим планетам позволял набрать лишнюю скорость и сберечь топливо. Потом этот маневр временно умер, чтобы возродиться при первых полетах к звездам. Правда, задача карамболя изменилась. Раньше он применялся в основном для увеличения скорости, теперь для изменения ее направления».

Смысл маневра в том, что чудовищное поле у нейтронной звезды или черной дыры иcкpивляeт пространство так, что в нем искривляется на определенный угол и путь летящего по инерции корабля. «Экономится уйма энергии и вещества».

Но это, так сказать, напрашивающееся транспортное использование гравитационной энергии, недаром принципиально ее начали разрабатывать так давно.

Трудно предсказать, как именно удастся черпать гравитационную энергию для общепроизводственных, что ли, целей. Однако проекты гравитационных генераторов время от времени появляются. Взгляды некоторых ученых уже сейчас обращаются к черным дырам. Разумеется, прежде всего к маленьким, «удобным в обращении», портативным.

Вот один из проектов добычи энергии из черной дыры. Минидыру надо доставить поближе к Земле и сделать ее спутником. Для этого космический корабль должен будет подойти к черной дыре достаточно близко, чтобы гравитационная связь между ними стала прочной, а затем двинуться к Земле, держа за собой на буксире тяготения будущий «энергетический спутник» Земли. После того, как черная дыра займет на околоземной орбите отведенное ей место, космический корабль отправится выполнять новое задание, а на расстоянии сотни метров от минидыры на ее орбите появится искусственный спутник-автомат, который будет обстреливать свою соседку маленькими шариками. Каждый из них при падении в чудовищном гравитационном поле звезды нагреется до нескольких десятков миллионов градусов. Это вызовет в шариках термоядерную реакцию. Большая часть их вещества в результате будет выброшена из черной дыры в виде газа с огромным электромагнитным зарядом. На борту космического автомата (того же, что бросает шарики, или другого) размещен генератор с обмоткой, в которой газ этот вызовет мощный электрический ток. Дальше энергия передается в виде потока микроволн на огромные антенны, установленные на Земле.

Идея, достойная фантастического рассказа! Однако проект разработан не более и не менее как Комиссией по атомной энергии Соединенных Штатов Америки. Энергетический кризис заставляет искать самых экзотических путей выхода из него.

Поиск минидыр, если они есть, станет (а вдруг?!) такой же важной отраслью земного хозяйства; как сегодня разведка нефти. Впрочем, по расчетам получается, что всего одна минидыра даст достаточно энергии, чтобы надолго обеспечить ею человечество. Но ведь мы выходим в космос, и потребность в энергии будет все расти и расти.

Ну, а как насчет создания в будущем антигравитационных систем, так называемых гравитационных двигателей и личных антигравитаторов? Уж очень соблазнительно помечтать вместе с Уэллсом, Артуром Кларком и другими фантастами о космических кораблях, обходящихся без дюз, о силовых полях, которые переносят по Земле потоки грузов, о способах, которые позволят человечеству экономить ту четверть вырабатываемой на Земле энергии, что приносится в жертву тяготению. Если даже и не сэкономить энергию (двигатель на то и двигатель, каков бы он ни был, чтобы ее потреблять), то во всяком случае сделать гораздо удобнее и космические полеты и перевозки.

Будущее — на него, наверное, можно положиться. Оно осуществляет то, о чем мечтает настоящее. До сих пор те пророки техники реже всего попадали впросак, которые делали оптимистические предсказания — при условии, что эти предсказания были достаточно общими. Мы восхищаемся Роджером Бэконом и Леонардо да Винчи за то, что те предвидели авиацию, и досадливо пропускаем строчки, в которых их летающие машины машут крыльями. Всякая точность пророку противопоказана — и не только в технике. Но автор этой книги не собирается выступать в роли предсказателя. Поэтому стоит поговорить о гипотетических путях подлинного покорения тяготения, заранее отдавая себе отчет в том, что наука почти наверняка выберет себе иные конкретные дороги.

Прежде всего общая теория относительности разрешает создать систему, в которой одно тело будет отталкиваться от другого примерно так, как две катушки с током, вращающиеся в разные стороны, отталкиваются друг от друга. К сожалению, до сих пор экспериментальная техника была бессильна хотя бы заметить это отталкивание — так ничтожен эффект даже в том случае, когда материал этих тел, будь то самая твердая сталь, почти разрушается под действием центробежной силы. Раскрутить два шара или два диска до такой степени, чтобы сила отталкивания победила и верхний из них взвился над планетой, теория гравитации позволяет. Теория прочности — нет.

Не исключено, что такие материалы когда-нибудь все-таки создадут, и антигравитация станет реальностью. Но кажется, что если антигравитационный двигатель будет создан, то не таким прямым путем. Наука, как хороший полководец, редко решает проблемы такого рода атакой «в лоб»; прямой путь тут самый трудный, надо искать обходные, бить по слабым местам. Предсказывать сейчас, где их найдут ученые, — вещь рискованная. Однако один из возможных — пусть фантастических пока — путей можно увидеть в гипотезе о возможности существования отрицательной массы.

Масса со знаком минус

Много у тяготения загадок, но одна кажется особенно вызывающей. Все известные тела только притягиваются друг к другу. Мы не знаем случаев, когда гравитационное взаимодействие проявлялось бы в отталкивании тел. Не знаем — и все. Некоторые, хотя бы слабые, надежды в этом смысле отдельные ученые возлагают на антивещество.

Антивещество, как известно, отличается от вещества тем, что в нем заряды сменили свой знак. Электромагнитный, барионный и иные заряды, характеризующие атом, у антивещества — в сравнении с веществом — становятся из отрицательных положительными и наоборот. Хотя большинство физиков не считает, что аналогичная пертурбация имеет место и в случае гравитационного заряда, но проверить это просто необходимо.

Античастицы уже научились получать на мощных ускорителях. Требуется получить их достаточно и так организовать эксперимент, чтобы увидеть, как они отклонятся в поле земного тяготения. Пойдут вниз — значит, и у них гравитационный заряд положителен. Но вот если отклонятся вверх… Такие эксперименты готовятся.