1

ФИЗИКА НЕВЕРОЯТНЫХ ФАКТОВ


ЛАБОРАТОРИЯ ПРОСТРАНСТВ 
galactic.org.ua 
ФИЗИКА 
 
        

 

 


Топить печи осями координат
Владилен Барашенков, «Знание сила» № 3/1996
Как утверждают новосибирские ученые в статьях, опубликованных в «Докладах Академии наук», их опыты подтверждают теорию ленинградского астронома Н.А.Козырева о лучах времени. Эти лучи, если верить теории, испускаются и поглощаются веществом, изменяя его энергию и внутреннее строение. Именно они, а не ядерная энергия, служат главным источником энергии звезд и в конечном счете управляют судьбой Вселенной.

Неужели и вправду, вопреки всем современным физическим теориям, время может превращаться в энергию, а энергия становиться временем? Если это так, то сделано фундаментальнейшее открытие, имеющее огромное теоретическое и практическое значение.

В Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, были выполнены проверочные эксперименты. Каковы их результаты, подтверждают ли они опыты и теорию Козырева?

Почему горит сыр-бор?

В среде ученых астроном Николай Александрович Козырев — фигура легендарная. В середине тридцатых годов он вместе с молодым ленинградским теоретиком Матвеем Бронштейном одним из первых стал изучать материальную природу времени. Согласно теории Эйнштейна, пространство и время искривляются вблизи материальных тел. Бронштейн доказал, что кривизна пространства и времени складывается из множества элементарных порций — квантов. Подобно тому как электричество и магнетизм расщепляются на частицы-фотоны, кривизна расщепляется на частицы-гравитоны. Ученые до сих пор спорят о материальной природе этих удивительных частиц. Обладают они энергией или нет, являются ли наряду с протоном и электроном равноправными членами семейства материальных частичек, или это — какая-то особая «заматериальная сущность»? Эти вопросы — в центре современных физических дискуссий. Козырев же сразу поверил в материальность времени и стал размышлять о теории, в которой оно не только характеризовалось бы свойством длительности, но и имело бы определенную плотность, могло бы, подобно электромагнитным волнам, испускаться и поглощаться, увеличивая или уменьшая энергию тел. [1]

По мысли Козырева, энергия и время — это две стороны некоего единого, еще не изученного нами целого, подобно тому как электричество и магнетизм, веками считавшиеся совершенно различными сущностями, при более близком рассмотрении оказались частями одного и того же объекта — электромагнитного поля.

В злосчастном 1937 году Козырев и Бронштейн были арестованы по ложному доносу. Бронштейн погиб в лагере, а Козырев чудом остался жив и в заключении продолжал работать над своей теорией. Сегодня в это трудно поверить, но однажды его едва не расстреляли за то, что во время одной из бесед-допросов он в запале заявил:
- Не знаю, как там у Маркса, но у Ньютона…

Лагерное начальство расценило это и некоторые другие подобные высказывания Козырева как преднамеренный подрыв марксистской идеологии, и суд приговорил ученого к «высшей мере». Спасло его лишь счастливое стечение обстоятельств… Случай анекдотический, если бы ставкой тут не была человеческая жизнь.

Выйдя из заключения, Козырев сделал несколько важных астрономических открытий и приобрел мировую известность. Он продолжил разработку своей «теории времени» и поставил ряд опытов, которые, по его мнению, хорошо ее подтверждали. Однако теория никогда не была сформулирована в законченном виде, а ее фрагменты, излагавшиеся в статьях и докладах самого Козырева, были противоречивыми и, единодушно отвергнуты физиками. Общее мнение выразил Д.И.Блохинцев: для физика признать эту теорию — все равно что согласиться с возможностью топить печи осями координат!

Интерес к козыревской теории появился после серии сенсационных статей директора новосибирского Института математики академика М.М. Лаврентьева и его сотрудников. В статьях сообщалось о новых экспериментах, подтверждавших эту фантастическую с точки зрения физиков теорию, — экспериментах, которые, по мнению их авторов, нельзя объяснить с помощью известных нам физических законов.

Согласно теории Козырева, испарение, кипение и другие процессы, относящиеся к разряду необратимых, текущих только в одном направлении по времени, испускают клубы «дыма времени», которые поглощаются окружающими телами и изменяют их свойства. В опытах Лаврентьева с сотрудниками с помощью специальных весов исследовалось изменение веса погруженных в воду предметов, что, по закону Архимеда, можно связать с изменением плотности самой воды. И весы подтвердили изменение плотности.

Честно говоря, сенсацией было не столько объявленное подтверждение теории Козырева — в это мало кто поверил, — сколько то, что статьи напечатаны в докладах Академии и подписал их известный ученый.

Что это — экспериментальная ошибка, обусловленная недостаточно корректным анализом мешающих, фоновых факторов? Скорее всего дело в этом — так думали многие физики, в том числе и я, когда впервые познакомились со статьями новосибирцев, тем более что описанные в них эксперименты были довольно грубыми. Выполнялись они на воздухе, когда на приборы могли действовать испарение и другие внешние факторы. Не прибавляла уверенности и ссылка авторов на то, что использовавшиеся в опытах весы «постоянно проверялись соответствующей службой Западно-Сибирского центра стандартизации и метрологии». Читая эту фразу, искушенные физики-экспериментаторы только улыбались. В общем, казалось бы, и проверять не стоит — просто еще одно забавное недоразумение, которые иногда случаются в науке.
 

 

 

 
   

Не верь глазам своим!

Проверочные опыты, наверное, так бы и не были выполнены, если бы не специалисты-медики из Всероссийского научно-исследовательского центра ЭНИОМ, возглавляемого профессором Я.Г.Гальпериным.

- Нам трудно разобраться в ваших заумных теориях, — говорили они нам, — но вот если описанный новосибирцами эффект действительно существует, то это может иметь прямое отношение к наблюдаемым нами психофизическим аномалиям — особой чувствительности некоторых людей-экстрасенсов к процессам в организмах их пациентов, способности на них влиять и излечивать болезни в случаях, когда другие методы оказываются неэффективными. В организме экстрасенса тоже протекают необратимые процессы, похожие на те, что изучались в опытах новосибирских ученых, и они должны влиять на организмы их пациентов, которые, как мы знаем, у всех у нас состоят в основном из воды. Опытный экстрасенс умеет контролировать внутренние процессы, увеличивать или уменьшать температуру своего тела, изменять скорость кровообращения и так далее — и тем самым может целенаправленно влиять на состояние больного. Возможно, в этом как раз и заключается одна из причин удивительных успехов экстрасенсов в лечении наших недугов? Было бы непростительным пройти мимо такой интересной идеи — убеждали нас медики.

После многих обсуждений была выбрана методика проверочных экспериментов. Для того чтобы исключить мешающие делу внешние воздействия, приборы должны быть заключены внутри прочной металлической камеры, установленной на виброзащитной платформе, которая будет гасить все случайные колебания фундамента помещения. Камера должна быть вакуумирована (из нее должен быть удален воздух), кювета с исследуемой водой и емкость, в которой протекает неравновесный процесс (был выбран процесс растворения сахара), должны иметь герметические оболочки, чтобы устранить влияние их испарений. В общем, необходимо принять все меры, чтобы исключить неконтролируемое воздействие окружающей обстановки.

Для измерения плотности воды мы воспользовались методом лазерной интерферометрии — есть такой чрезвычайно точный способ, основанный на сопоставлении лазерных лучей, один из которых проходит сквозь вакуум камеры, а другой — сквозь кювету с водой и чувствует малейшее изменение ее плотности. Работа установки непрерывно контролируется специальной электронной системой с компьютером. В целом все это позволяло превзойти точность новосибирских измерений на четыре порядка — в десять тысяч раз — и страховало от возможных упреков в неаккуратности измерений, когда будет доказано, что результаты новосибирцев ошибочны.

Такие эксперименты выполнили в Дубне два молодых физика — М. Ляблин и Д. Шабалин. И что бы вы думали — вопреки всем ожиданиям результат новосибирских ученых подтвердился!

Поначалу это казалось невозможным — как говорится, не верь глазам своим, уж слишком невероятной выглядела теория Козырева, на основе которой были выполнены новосибирские эксперименты. Тем не менее многократно повторенные опыты давали устойчивый результат — ошибки не было.

Неужели Козырев прав и многие привычные нам физические законы придется пересмотреть?! Уж больно все это странно…

Невероятно, но факт!

Кроме лаврентьевских опытов с водой было еще одно удивительное явление, которое, казалось бы, тоже говорит в пользу теории Козырева.

В школьные годы, наверное, многие пробовали изобретать вечные двигатели. Я потратил на это немало времени. На бумаге обычно все выглядело безупречно, но изготовленные из трубочек, колесиков и палочек конструкции упорно не хотели работать. В лучшем случае они приходили в движение, которое быстро затухало. Причина всегда была одна и та же: циркуляция энергии происходит с потерями — на трение, нагрев и так далее, поэтому нужен приток энергии извне, компенсирующий ее неизбежное рассеяние. Тем более поразительным выглядит безостановочно, сам по себе, работающий прибор, построенный инженером Лазаревым. Изобретатель назвал его кольцаром.

Устроен он очень просто. Представьте себе запаянную в кольцо стеклянную трубку с жидкостью, разделенной пористой перегородкой. В одном из колен уровень жидкости чуть-чуть выше внутренней поверхности трубки. Жидкость мало-помалу стекает и собирается в капельку, которая падает вниз на пористую перегородку, просачивается сквозь нее и поднимает жидкость до прежнего уровня. Снова собирается капелька и так далее.

Казалось, при просачивании и при трении жидкости о стенки происходят потери энергии и прибор должен быстро прийти в равновесие — жидкость застынет на некотором среднем уровне в обоих коленах.

Как бы не так — кольцар безостановочно работает месяцы и годы! Стоит где-нибудь на столе или на подоконнике и капает.

Говорят, какие-то предприимчивые дельцы наладили массовое производство таких устройств и недавно продавали их в качестве забавной игрушки на одном из подмосковных рынков.

Хотя на первый взгляд мы имеем тут вопиющее противоречие с законом сохранения энергии, но прибор работает… Как говорится, невероятно, но факт!

С вечным двигателем и его изобретателями связана масса курьезных случаев. Академик М.А.Марков рассказывал, как однажды к нему пришел застенчивый пожилой человек с коробкой из-под торта. На ней было укреплено небольшое колесико, которое иногда оставалось неподвижным, а иногда начинало быстро вращаться.
- Вот, изобрел вечный двигатель, — протянул коробку посетитель.
- Ну что же, бывает…- осторожно ответил привыкший к подобным посещениям академик.
- Я понимаю ваши сомнения, но мне ничего не нужно. Позвольте только оставить мой двигатель на несколько дней — и вы сами во всем убедитесь.
Коробку поставили на шкаф и поначалу на нее никто не обращал внимания. Но к вечеру колесико продолжало вертеться. Это было уже забавным. Коробка слишком легка, чтобы можно было спрятать в ней какой-либо моторчик. Утром следующего дня, придя на работу, каждый первым делом невольно взглянул на коробку — вертится! И в полдень, и вечером… Стали приходить сотрудники из других отделов. Шутки шутками, а колесико крутится!

Так продолжалось несколько дней. «Вечный двигатель» стал центром всеобщего внимания. И вдруг колесико остановилось, а потом от коробки стало дурно пахнуть. Ее вскрыли и нашли там дохлую мышку. Она-то и вращала колесико. Так отомстил «реакционерам-ученым» автор одного из отвергнутых ими проектов вечного двигателя.

Но с кольцаром Лазарева совсем другое дело — он действительно работает годами. И если не отказаться от хорошо проверенных законов физики, то следует признать, что его подпитывает какой-то неизвестный источник энергии. По мнению сторонников козыревской теории, кольцар как раз и представляет собой наглядный пример устройства, генератора, в котором потоки омывающего его времени превращаются в энергию. К тому же было замечено, что частота падения капель меняется в унисон с изменениями солнечной активности, когда (если опять верить теории Козырева) увеличивается и уменьшается поток рождающегося внутри Солнца времени.

В чем тут дело? Можно ли согласовать с «обычной физикой» результаты опытов новосибирских ученых, загадку кольцара и другие подобные факты? [2] Неужели и вправду можно «топить печи осями координат»?

А ларчик открывался просто

Вспомним, что от нагретого тела к холодному тепло передается потоком воздуха или с помощью излучения, как, например, в случае радиатора водяного отопления. Тепловое излучение очень чувствительно к разности температур — его интенсивность пропорциональна четвертой степени этой разности. Наверное, все замечали — стоит холодной осенью чуть-чуть нагреться укрепленному на стене радиатору, совсем немного, а в комнате уже приятная жилая атмосфера. В процессах растворения и в большинстве других необратимых процессов температура никогда не остается постоянной. В экспериментах новосибирцев и в проверочных опытах это сразу же порождает поток теплового излучения между сосудами с водой и раствором, а вызванное этим изменение температуры сразу же сказывается на ее плотности. Теория таких процессов хорошо разработана и, если подставить отвечающие нашему эксперименту числа в формулы, то получим прекрасное согласие с результатами измерений. Не нужно никакого «дыма времени», наблюдаемый эффект объясняется обычным тепловым излучением — как от нагретой печки.

Все это можно подтвердить еще и таким контрольным опытом: если кювету, в которой происходит процесс растворения, заполнить чистой дистиллированной водой, где, понятно, нет никаких неравновесных процессов, и установить ее температуру равной той, которая получается в опыте с растворением сахара, то плотность воды в кювете изменяется ровно на столько же, на сколько изменялась она в опыте с сахаром. Точно по формулам физического справочника, никаких отклонений от известной теории!

Обнаруженный новосибирскими учеными эффект действительно существует, но служить подтверждением теории Козырева он никак не может.

По-видимому, то же можно сказать и о результатах опытов новосибирцев с телескопами. В этих опытах [3] они зафиксировали воздействие на чувствительные материалы (резисты) и на поведение микроорганизмов излучения Солнца и звезд даже в тех случаях, когда объектив телескопа закрывался непрозрачным экраном — непрозрачным для света, но не для невидимого теплового (инфракрасного) излучения, которое как раз и могло действовать на резист и микроорганизмы.

Конечно, этот вопрос более спорный, чем объяснение опытов с водой. В Дубне нет телескопов, чтобы проверить наши предположения, однако опыты с экранами (бумажными, пластмассовыми, изготовленными из металлической фольги), разделяющими кюветы с водой и раствором в наших опытах, показали, что для теплового излучения они не преграда.

Ну а как быть с кольцаром Лазарева?

Объяснение свойств этого удивительного устройства связано с учетом случайных флуктуаций в его окружении. Вокруг нас постоянно происходит множество «нечаянных событий», вызывающих значительные отклонения параметров физических устройств, — где-то проехал грузовик, вызвавший сотрясение фундамента здания, хлопнули дверью в соседней комнате, произошли какие-то тектонические процессы в толще планеты, вариации солнечной активности и так далее. Как правило, такие возмущения симметрично «качают» параметры, в среднем с одинаковой вероятностью увеличивая их или уменьшая, и действие возмущений компенсируется. Однако некоторые устройства ведут себя подобно вентилю в велосипедном колесе — откликаются на возмущения, направленные в одну сторону, и остаются нечувствительными к противоположным толчкам. В этом случае возмущения суммируются, и за счет их энергии устройство приходит в движение.

Образно говоря, концентрируя небольшие случайные потоки энергии, оно как бы высасывает ее из внешней среды. Это могут быть всплески тепла, толчки давления, импульсы электромагнитного поля и так далее — их отбор зависит от типа устройства.

Мы не будем утомлять читателя рассмотрением вентильных свойств кольцара, отметим лишь, что роль вентилей в нем играют капилляры пористой перегородки, смачиваемые сверху падающими каплями и подпираемые снизу воздушной прослойкой. Ничего сверхъестественного в поведении кольцара нет — оно хорошо объясняется известными законами физики.

Жаль, конечно, расставаться с такой загадочно-фантастической идеей, какой является козыревская гипотеза лучей времени, но, как говорится, факты — упрямая вещь!

Довольными остались, пожалуй, лишь медики:
- Давайте теперь изучать экстрасенсорные явления и связанные с ними психофизические аномалии. Раз получилось с растворами и кольцаром, должно получиться и тут!

Дьявол прячется в деталях

Плотность воды в кювете никогда не остается постоянной — кривая на экране контролирующего компьютера либо медленно ползет вверх, отражая ее рост, либо загибается вниз, когда плотность уменьшается. Аппаратура настолько чувствительна, что фиксирует флуктуации температуры в радиаторах водяного отопления, реагирует на нагревание зашторенных окон выглянувшим из-за тучки Солнцем. Это — фон, нулевой уровень прибора. Если рядом с установкой появляется человек, она это тоже замечает, и через некоторое время кривая на экране меняет свой вид — отклоняется от фоновой кривой. Вот этим мы и воспользовались, чтобы удовлетворить любопытство наших коллег-медиков.

К опытам привлекли экстрасенсов, уже зарекомендовавших себя успешной медицинской практикой. В каждом сеансе пассами рук и усилием воли («приказывая») — так, как он поступает в работе со своими пациентами — экстрасенс пытается воздействовать на скрытую внутри металлической камеры, невидимую ему кювету с водой. Не будем придавать значения этой ритуальной, внешне несколько мистической особенности экстрасенсорной практики; на мой взгляд, она нужна лишь самому экстрасенсу — чтобы собраться и сконцентрироваться. Нам важен конечный результат.

Вообще говоря, результаты изменялись от одного опыта к другому. У некоторых экстрасенсов они были такими же, как и у «обычных» людей, хотя у большинства отклонение от фона наступало значительно быстрее. Те физики, которые не верят ни в какие особые биополя, прокомментировали это так:
- Часть экстрасенсов просто умеют лучше управлять своей температурой. Попробуйте заменить их тепловыми муляжами — получите в точности такие же результаты!

И действительно — эксперименты это подтвердили. Как и в опытах с экстрасенсами, через 15-20 минут, нужных для прогрева стенок камеры, на экране компьютера можно было наблюдать медленное отклонение от фоновой кривой и постепенное возвращение к ней после «выключения» экстрасенса или устранения муляжа. Если муляж или экстрасенс удалялся от камеры, в обоих случаях одинаковым образом эффект воздействия уменьшался.

Казалось бы, вопрос ясен — всему причиной тепловое излучение. Однако не зря французская пословица говорит, что дьявол прячется в мелочах и деталях. Более пристальный анализ выявил странное обстоятельство: у некоторых экстрасенсов медленное, плавное тепловое воздействие на прибор сопровождается относительно небольшим по абсолютной величине, но отчетливо наблюдаемым быстрым, буквально через пару минут после начала сеанса, изменением его показаний. И еще более странный факт — когда экстрасенс отходит от прибора и его показания становятся фоновыми, их нельзя считать продолжением исходной кривой. На экране компьютера они оказываются сдвинутыми. Такое впечатление, как будто экстрасенс ударил (щелкнул) по установке, совершенно ее не касаясь!

С небольшими перерывами опыты продолжались более года, и всякий раз получался похожий результат. Попытки воспроизвести его с помощью муляжей пока не привели к успеху.

Те, кто не желал расстаться с козыревскими идеями, снова воспряли духом:
- Вот видите, и после вычитания фона остается что-то необъяснимое! Козырев никогда не утверждал, что его «время-лучевые эффекты» больше всех других…
- А может, — предлагают другую гипотезу медики, — дело тут в какой-то неизвестной нам компоненте биополя, возникающей в коллективах живых клеток? В статьях некоторых ученых упоминается об ускорении роста клеток, когда они располагаются поблизости от других.

Все может быть; в мире много такого, что и не снилось мудрецам. Но прежде чем можно будет уверенно выдвигать новые гипотезы, следует убедиться, что известная нам физика бессильна, а этого пока сказать нельзя. Тут есть еще над чем поработать…


Смотрите статью  АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ВИДЕНИЕ

Примечания
[1] Подробнее об этом можно прочитать в статьях автора «Эти странные опыты Козырева…» и «Лучи из будущего»

[2] Таких фактов довольно много. В позапрошлом году в Техническом университете имени Н.Э.Баумана работал Всероссийский семинар, на котором в течение двух дней представители различных дисциплин, от философов и богословов до медиков и метеорологов, пытались разобраться в накопившемся материале.

[3] Подробнее смотрите об этом в уже упоминавшейся статье автора «Лучи из будущего».

И снова: свет быстрее света
Владилен Барашенков, «Знание сила» № 4/1997
Световые сигналы со сверхсветовой скоростью… Обгоняющие свет радиоволны… Возможно ли такое?
- Конечно, нет! — ответит всякий, кто знаком с азами теории относительности. — Скорость света в вакууме — самая большая из всех, какие только могут быть в природе.
Ничто не может двигаться быстрее.
Но физикам удалось построить приборы, почти вдвое увеличивающие скорость самого света и передающие радиоволны со скоростью, почти впятеро больше обычной световой. И не только безличные точки-тире, но и симфоническую музыку. Это кажется просто невероятным! Однако отчеты, о сверхсветовых опытах опубликованы в серьезных научных журналах, а «сверхсветовая музыка» демонстрировалась на конференциях специалистов-радиофизиков. Более того, обсуждается возможность генерировать обладающие большой разрушительной силой сверхбыстрые импульсы-торпеды. Нет ли тут ошибки, и как быть тогда с теорией относительности — неужели-таки она отжила свой век?

Еще раз о чепухе и «железной» истине

Герой известного рассказа Чехова в своем письме к ученому соседу в качестве самого убедительного, «железного» доказательства использовал утверждение: «Этого не может быть потому, что этого не может быть никогда». Нужно заметить, что определенная логика в этом есть — ведь, например, дважды два никогда не может равняться пяти, а за январем всегда следует февраль и не иначе. Однако таких абсолютных, стопроцентных истин немного. Мы в своей повседневной практике, да и самая строгая наука тоже, всегда имеем дело с приближенной истиной, которая справедлива в круге хорошо изученных явлений, но может стать неверной за его пределами. Нам важно знать, что есть область, где истина является несомненной, где нет смысла ее оспаривать, и мы без опасения можем основывать на ней наши выводы. Что же касается запредельных «земель», то они, как и всякая плохо изученная местность, требуют осторожности. Там может встретиться такое, чего с общепринятой точки зрения «не может быть никогда». Наверное, Ньютон в жизни бы не поверил в то, что по сравнению с неподвижным размер движущегося будильника уменьшается, а бег его стрелок замедляется. Наука его времени говорила, что такого никогда не может быть, а вот «запредельная» посленьютоновская физика больших скоростей доказала, что дело обстоит именно так.

Может, утверждение физиков о том, что ни одно тело не может двигаться быстрее света, тоже всего лишь приближенная истина? Скорость в 300 тысяч километров в секунду — тройка с пятью нулями — оказывается почему-то максимальной. Почему именно 300, а не 250 или 570 — этого никто не знает. Просто такую величину дает нам опыт, ее же расчет и обоснование — дело будущей теории.

Вполне возможно, что существуют миры, где свет распространяется с иной скоростью, однако в нашем мире его скорость — мировая константа, ни от чего не зависящая и ни при каких условиях не изменяющаяся величина. Это — твердо установленный факт в том смысле, что ни один опыт до сих пор не обнаружил тел, движущихся быстрее. Более того, теория относительности — результат обобщения огромного экспериментального материала — доказывает, что это в принципе невозможно. Ни одно тело нельзя разогнать до скорости, превосходящей световую. Этому мешает зависимость массы тела от его скорости — чем она больше, тем тело массивнее. (Если бы продавцы на рынке умели взвешивать движущиеся огурцы, те всякий раз были бы массивнее неподвижно лежащих на прилавке! Чуть-чуть, но массивнее.) На световом пороге, когда скорость тела почти точно равна световой, его масса бесконечно велика — тело становится неподъемным, и нет силы, которая могла бы вытолкнуть его в сверхсветовую область. «Световой барьер» крепче всякой стальной стенки защищает ее от коллизий нашего досветового мира.

В своих опытах физики разгоняют частички вещества до скоростей, всего лишь на доли процента меньше световой, их масса возрастает в сотни тысяч раз, но во всех случаях эксперимент точно согласуется с формулами теории относительности — никаких отклонений!

Казалось бы, вопрос исчерпан и разговоры о движениях быстрее света — удел писателей-фантастов. И тем не менее, поскольку выводы теории относительности нельзя считать абсолютной истиной, тем более после сообщений о сверхсветовых радиоволнах и «обгоняющем самого себя» свете, можно думать, что все же существуют какие-то лазейки в сверхсветовой мир. Может, какие-то обходные пути… Или сообщения физиков о «проколе» светового барьера и вправду — просто ошибка?

Недавно я побывал на семинаре по сверхсветовым явлениям. Дискуссия была такой жаркой, что некоторые ее участники громко хлопали дверью:
- Чепуха, путаница! Не имеет смысла тратить время на обсуждение явной бредятины! (Нужно сказать, что физики на своих семинарах не очень стесняются в выражениях.)
Другие участники семинара охрипшими голосами доказывали, что до сих пор мы всегда имели дело с явлениями в центре областей применимости релятивистской и квантовой физики, где все легко и просто объяснялось, и вот теперь мы впервые приблизились к их границам. Тут сами вопросы становятся противоречивыми, а возможное и невозможное тесно переплетаются.

Клубок сомнений и надежд

Хотя по мере приближения к световому порогу масса тела резко возрастает — это твердо установленный факт, — но вот что происходит на самом пороге и в узкой его окрестности, это пока неизвестно. Утверждение о бесконечной массе — не совсем строгий прогноз. Вокруг массивных тел увеличивается поле тяготения — их гравитация, которая искривляет, скручивает пространство, изменяет ритм времени, и формулы теории относительности, не принимающие во внимание этих эффектов, становятся неточными — в них нужно ввести какие-то поправки. Вот тут-то, предполагают некоторые физики, и открывается лазейка в «световом заборе». Во всяком случае, есть надежда на то, что такая лазейка существует.

Надежда эта основана на том, что теория тяготения (так называемая общая теория относительности) изучена еще весьма плохо — только при сравнительно слабых гравитационных полях. А вблизи тел огромной массы нас могут ожидать сюрпризы. Расчеты показывают, что пространство и время там как бы меняются ролями — пространство приобретает свойства времени, а время в чем-то становится похожим на пространство. При этом становится непонятным, как вычислять энергию, массу и даже саму скорость — в современной теории для этого просто нет необходимых формул, а те, которые имеются, дают противоречивые результаты. Создается впечатление, что этих физических величин, а вместе с тем, возможно, и непреодолимо высокого светового барьера уже просто не существует. Там какая-то другая физика и другие ограничения.

Сегодня известно несколько конкурирующих между собой вариантов теории тяготения, по-разному трактующих эти вопросы. К тому же следует учесть, что в микроскопически узкой окрестности светового барьера в игру вступают волновые, квантовые эффекты. Пространственные положения частиц становятся размытыми и те приобретают способность просачиваться сквозь твердые стенки. (Об этой их удивительной способности мы еще поговорим далее.) Вот она как раз и может создать туннель в сверхсветовой мир. Допустимо сказать, что в силу волновых свойств тело «прокалывает» бесконечно высокий энергетический барьер. «Не перелетает» и «не перешагивает» через него, а именно прокалывает.

Конечно, крупному макроскопическому телу, как и верблюду сквозь игольное ушко, трудно пробиться в сверхсветовой мир, но вот микрочастицы, возможно, способны это сделать.
Это очень трудные для понимания вопросы. Даже специалистам тут многое не ясно, поскольку теории, объединяющей гравитационные и квантовые процессы, еще не создано и пока здесь простор и раздолье для всякого рода гипотез. В физических журналах их много. Какие из них верные — покажет лишь будущее.
А вот что случается среди окружающих нас «обычных» тел.

Явление, которого и быть не должно!

Это — уже упоминавшаяся поразительная и совершенно непонятная с первого взгляда способность микрочастиц проходить сквозь монолитные стенки-барьеры. Все равно как если бы насыпанный в плотно закрытую стеклянную банку горох вдруг оказался снаружи — никаких дырочек, а горошины чудесным образом просочились!
Если попытаться описать такой процесс с помощью формул школьной физики, то получится, что энергия и скорость частицы внутри барьера — мнимые величины. Какую-то долю секунды, — шутят физики, — частица проводит в «потустороннем мире»! Очень странное явление…

Чтобы хоть немножко приподнять завесу тайны и в самых общих чертах понять причину «чуда», вспомним основную идею квантовой механики — всякое тело, и большое и маленькое, является не только материальным объектом, но и волной. Его положение размазано по длине этой волны, другими словами, тело с некоторой вероятностью может находиться в том или ином участке пространства. У больших, массивных тел длина квантовой волны очень мала по сравнению с их размерами, и их положения фиксируются практически однозначно, зато обладающие большой длиной волны микрочастички «болтаются» в пространстве, как поплавок в полосе прибоя.
Сталкиваясь с препятствием, экраном или стенкой, квантовая волна, подобно световой, отражается не точно на границе раздела, а успевает чуть-чуть проникнуть вглубь препятствия, и если его толщина невелика, то часть волны оказывается за ним. В случае света мы говорим о полупрозрачном экране, а в квантовой механике — о некоторой вероятности, с какой микрочастица проходит сквозь непрозрачный барьер, о туннельном переходе. Это похоже на то, как радиоволны проходят сквозь стены домов. Абсолютно непроницаемый световой барьер становится подобным мутному, но все же пропускающему чуточку света стеклу.

Впервые с таким явлением встретились семьдесят лет назад, когда обнаружили, что заключенные внутри атомных ядер альфа-частицы вдруг иногда, подобно тем горошинам из банки, оказываются снаружи. Природу квантового туннелирования объяснили в совместной работе русский физик Георгий Гамов и венгерский физик-теоретик Эдвард Теллер, впоследствии ставший «отцом» американской водородной бомбы. Сегодня этот эффект используется практически — в различных полупроводниковых приборах, на нем основаны некоторые типы особо точных электронных микроскопов. Тем не менее до сих пор продолжаются споры о том, сколько времени частица проводит внутри барьера и как правильно измерять это время на опыте.

Скорость света в веществе меньше, чем в вакууме. Образно говоря, выбирая себе дорогу среди атомов, отражаясь и рассеиваясь, частицы света — фотоны — вынуждены проходить больший путь, чем их собратья в вакууме и, следовательно, несколько отстают от них. Поэтому, казалось бы, можно быть уверенным в том, что луч, которому приходится преодолевать экран, должен запаздывать по сравнению с беспрепятственно движущимся светом. Однако эксперимент неожиданно показал совершенно другое — оказалось, что внутри экрана свет бежит не медленнее, а быстрее, чем в вакууме! Другими словами, наблюдалось «движение света быстрее света» — перенос потока фотонов со сверхсветовой скоростью. С точки зрения современной физики результат совершенно невозможный, приводящий, как уже подчеркивалось выше, к ужасающим противоречиям.

Можно было бы не поверить опытам, посчитав, что тут мы имеем дело с какой-то экспериментальной погрешностью. Поначалу большинство физиков именно так к ним и относились — такого не может быть потому, что этого не может быть никогда! Однако после того как наблюдения были подтверждены физиками нескольких лабораторий — в США, Германии, Австрии, Италии, — сомневаться в их достоверности не приходится.

Американские физики изучали рассеяние света очень тонкими экранами. Их измерения показали, что свет преодолевает экран со скоростью, которая в 1,7 раза больше вакуумной, считавшейся до сих пор максимально возможной. Как говорится, невероятно, но факт!

Еще большую скорость наблюдали немецкие физики в опытах с прохождением микроволнового электромагнитного излучения внутри волновода. Это устройство представляет собой металлическую трубу квадратного сечения. Если в ней имеется суженный участок, в сечении которого нельзя уложить целое число полуволн, то он отражает приходящую к нему радиоволну подобно зеркалу. Пройти сквозь него удается лишь очень небольшому числу волн. Этот участок волновода играет такую же роль, что и экран в оптических опытах американцев. Так вот, у немецких физиков микроволновое излучение преодолевало барьер двенадцатисантиметровой толщины со скоростью, в 4,7 раза превосходящей скорость света в вакууме!

Недавно таким образом со скоростью, вчетверо превосходящей световую, удалось передать не отдельный импульс, а целиком всю сороковую симфонию Моцарта.

И уж, казалось бы, совсем невозможный результат: когда в волноводе устроили два суженных участка-барьера, разделенных большим участком с нормальной толщиной, то оказалось, что время его прохождения электромагнитной волной равно нулю — все равно, что его не было! Как говорится в одной из статей, в принципе можно послать мгновенный сигнал с одного конца вселенной на другой. Такое не приходило в голову даже писателям-фантастам. Вывод, конечно, более чем странный, заставляющий подозревать, что что-то тут неладно…

Придется ли съесть шляпу?

Как же все это объяснить? Кризис принципа причинности (можно влиять на прошлое), катастрофа теории относительности? Именно так и пишут об этих экспериментах в некоторых журналах.

Следует, однако, быть осторожным. Прежде чем можно будет с уверенностью объявить о фиаско теории, которая вместе с квантовой механикой лежит в фундаменте современной физической науки, нужно внимательно изучить, а нельзя ли все же каким-то образом уладить «скандал» миром и объяснить удивительные факты, не выходя за рамки известных нам законов.

Когда я впервые узнал об опытах со сверхсветовым туннелированием, мне показались приемлемыми два объяснения. Прежде всего следует принять во внимание, что запирание волны в волноводе и отражение ее экраном в опытах американских физиков — это результат сложных процессов рассеяния и интерференции волны на частицах вещества экрана и стенок волновода. При этом образуются вторичные волны, которые, накладываясь на нее, «гасят» приходящую волну внутри экрана и в сужении волновода. Понятно, что эти процессы совершаются не мгновенно, а в течение некоторого времени, поэтому передняя часть приходящего волнового импульса еще не успевает почувствовать на себе наложения гасящих волн и проскакивает сквозь препятствие практически не изменяясь, зато вся следующая часть волны гасится на его границе. И вот тут мы подходим к самому главному.

Детектор зафиксирует приход волнового импульса в тот момент, когда почувствует максимум его фронтальной интенсивности, а у прошедшего сквозь экран импульса он сдвинут в сторону детектора (ведь задняя-то его часть обрезана — погашена вторичными процессами!). В результате этот волновой импульс будет зафиксирован раньше импульса-близнеца, который шел к своему детектору без всяких препятствий. Со стороны это выглядит так, как будто препятствие — экран или сужение волновода — ускоряет, подталкивает волновой импульс. Правда, интенсивность его при этом, конечно, значительно снижается — ведь проходит только его фронтальная часть. (Поэтому, чтобы передать сигнал через «всю вселенную», о чем говорилось выше, потребовался бы импульс фантастически огромной интенсивности!)

Если не принять во внимание «выедания» задней части импульса, то мы просто неправильно измерим его скорость — подобно тому, как если бы сравнивали скорости двух бегунов, просто деля пробегаемое ими расстояние на время и забыв при этом, что один из них бежит честно, от линии старта, а другой — от дерева, на десяток метров ближе к финишу. Судью, который забудет об этом обстоятельстве, заведомо отправят «на мыло».

Сдвиг времени при прохождении экрана можно объяснить еще и тем, что любой импульс представляет собой определенную суперпозицию, сумму в одних местах гасящих, в других усиливающих друг друга плоских волн. На современном языке — фотонов. Каждый из них, согласно квантовым законам, имеет вероятность оказаться за экраном. Выше уже говорилось об этом. Складываясь, они образуют новый импульс, но положение его, понятно, уже сдвинуто на толщину экрана. И опять близнецы-импульсы оказываются в неравном положении.

Подобные объяснения можно найти во многих журнальных статьях. По-видимому, это — первое, что приходит в голову каждому физику. Однако более внимательное изучение убеждает в несостоятельности таких простых объяснений. Прежде всего, им противоречит опыт с симфонией Моцарта. Поскольку всякая информация, в том числе и музыкальная, — это последовательность следующих друг за другом импульсов, то, продираясь сквозь препятствие, они должны были сильно исказиться — ведь от каждого из них остается лишь малая фронтальная часть. Почему же тогда музыкальные мелодии остаются узнаваемыми? Загадкой остается и опыт с мгновенным проскоком радиоволны через протяженную, длиной в десятки сантиметров, промежуточную часть волновода.

Странное явление… Возможно, его удастся объяснить с помощью квантовой механики, рассматривающей минимальную порцию света — фотон — как частицу, подчиняющуюся принципу неопределенности Гейзенберга. А этот принцип гласит, что нельзя одновременно измерить скорость и местоположение микрочастицы — измеряя одно, мы обязательно непоправимым образом «размазываем» другое и, следовательно, обычные способы вычисления скорости тут не применимы. В общем, вопрос пока не ясен, общепринятого объяснения сверхсветовым проскокам через, казалось бы, непреодолимые барьеры пока нет. Некоторые физики говорят о фундаментальном открытии, другие просто отмахиваются, считая все это «замурением», которое автоматически разъяснится в результате более детальных экспериментов…

Один из наших известных физиков, услышав о «сверхсветовой музыке», темпераментно воскликнул: - Чудес не бывает, готов съесть свою шляпу — через пару месяцев выяснится, что все это совершеннейшая чепуха!
Недавно я снова его встретил.
- Вижу, из осторожности вы решили носить шляпу размером поменьше?
- Запутанное дело… Не верю, а доказать толково не могу. Как говорится, нос вытащу, хвост вязнет! Полтора десятка журнальных статей, и в каждой — своя точка зрения…

Как бы там ни было, хоронить теорию относительности еще рано. Сегодня все же больше шансов за то, что она выдержит испытание, и моему знакомому жевать свою шляпу не придется.

Сверхсветовые «пули», шаровая молния и звуковые импульсы-«торпеды»

Слово «дисперсия» не раз встречается в школьных учебниках. Но читатель, наверное, уже забыл, что оно означает…
В лунной дорожке бархатной средиземноморской ночи бежали, расплываясь вдали, ленивые волны. Паруса на гордых мачтах императорского фрегата устало шевелились, следуя порывам легкого ветра.
- Взгляните, сир, острые гребни волн постепенно расплываются и тают! — рука Фурье в легком батисте указала за борт. — Согласно моей теории, каждый волновой всплеск — это наложение нескольких волн разной длины и скорости. Одни уходят вперед, другие отстают, и всплеск расплывается, затухает. Это — дисперсия, зависимость скорости волн от их длины.
Наполеон, скрестив руки на груди, внимательно слушал. Он покровительствовал ученым, недавно сам был избран в академики, и теперь, возглавляя устремившийся к нильским берегам французский флот, считал своим долгом принимать участие в беседах и диспутах знаменитых ученых, которых он пригласил в обещавший стать победоносным поход.
- Поэтому и звук от удара в барабан быстро глохнет? — суровый взгляд императора следил за убегающими всплесками волн.
- Именно так, сир. Собранные в сгусток звуковые волны постепенно рассеиваются. Дисперсия — всеобщий закон природы.

Так говорят и наши учебники физики. Однако это не совсем так. Еще восемьдесят лет назад, исследуя волновое уравнение, математики нашли решение, которое описывало импульсы, постепенно уменьшавшиеся по амплитуде (интенсивности), но сохранявшие при этом свою форму. Позднее было обнаружено еще несколько подобных презревших дисперсию решений. Тем не менее большинство физиков не придавали значения этим «математическим штучкам», о них не упоминается ни в одном учебнике. Интерес к этим аутсайдерам возник лет десять — пятнадцать назад в связи с попытками увеличить надежность звуковых и электромагнитных каналов связи. И вот тут, неожиданно для себя, математики установили, что описывающее волновые движения уравнение обладает целым семейством еще неисследованных решений, отвечающих устойчивым, недиспергирующим импульсам. Считалось, что это — детально и давным-давно изученная область, и вот на тебе!

Некоторые из новых решений обладают прямо-таки поразительными свойствами. Например, сохраняют свою форму лишь в некоторых точках вдоль направления движения, а в промежуточных — могут расплываться до огромных размеров. Попробуй поймать посланное таким образом сообщение, если заранее не знаешь этих точек! Свойства некоторых решений уравнений для электромагнитного поля наводят на мысль, что шаровая молния, возможно, — одно из таких недиспергирующих образований. Разрушают ее какие-то побочные эффекты.

Если позволить себе пофантазировать, то с помощью недиспергирующих импульсов можно без всяких проводов перекачивать сгустки энергии, испускать мощные «звуковые торпеды», когда оглушающий звуковой импульс движется вдоль узкого канала при полной тишине в окружающем пространстве, выстреливать обладающие огромной энергией «световые пули»… И вот тут мы опять сталкиваемся с проблемой сверхсветовых скоростей.

Возврат к тахионам?

Дело в том, что устойчивые, нерасползающиеся решения электромагнитных уравнений существуют не только для световой, но и для любых сверхсветовых скоростей. А если уравнение имеет решение, то последнее должно что-то описывать. Физики давно убедились в том, что имеет право на существование все, что не противоречит известным законам. Так неужели при каких-то условиях можно действительно стрелять сверхсветовыми пулями?

Наверное, все же — нет, ведь, как уже не раз говорилось выше, в этом случае можно было бы «обстрелять» прошлое, например, Наполеона на Бородинском поле, и изменить уже установившийся ход истории… Правда, подобные опасения целиком основаны на теории относительности, которая как раз и может нарушаться в новых явлениях. Некоторый, хотя и весьма небольшой шанс для этого все же есть… Помочь устранить сомнения может лишь эксперимент.

Но если тахионов — сверхсветовых частиц — не бывает, то что же описывают тогда сверхсветовые решения? Как ни странно, но именно сверхсветовые процессы, которые постоянно… происходят вокруг нас!

Скорость света — предел лишь для материальных тел, а вот солнечный зайчик, который, наверное, каждый из нас пускал зеркальцем в детстве, может передвигаться с любой скоростью, даже с бесконечной. Представьте себе, что вы «мазнули» световым пятном по стене соседнего дома. От зеркальца в вашей руке к стене бежит поток материальных частиц фотонов, там они отражаются обратно и попадают в ваш глаз. Весь процесс протекает со скоростью света. Вот зеркальце чуть-чуть поворачивается и процесс «туда-обратно» повторяется, но уже на другом участке стены. При этом по самой стене, от одного ее участка к другому, ничего не перетекает, никакой сверхсветовой информации с помощью светового зайчика передать нельзя. Светящиеся точки стены связаны между собой не непосредственно, а через зеркальце. Скорость бегущего по стене светового зайчика определяется лишь тем, насколько быстро поворачивается это зеркальце.

Со сверхсветовыми скоростями встречаются астрономы при наблюдении далеких объектов. Если судить по их изображениям в радиотелескопах, то некоторые из этих массивных тел тоже движутся быстрее света. Когда это явление было обнаружено впервые, оно было сенсацией. Я помню шумные споры сторонников и противников теории относительности. В руках последних был, казалось бы, неопровержимый аргумент — прямое экспериментальное измерение сверхсветовой скорости. Однако довольно скоро выяснилось, что удивительное явление опять-таки сродни солнечному зайчику и его сверхсветовое движение всего лишь — оптическая иллюзия.

А вот внутри вещества, в средах, и в самом деле возможны не только «зайчики», но и настоящие сверхсветовые процессы, переносящие информацию быстрее света Дело в том, что запрет на обгон света имеет силу лишь в пустоте, в вакууме. Внутри вещества скорость света снижается, иногда в несколько раз. В начале нашей статьи уже говорилось, что световым фотонам, образно говоря, приходится маневрировать среди множества встречающихся на их пути атомов, и некоторые быстрые частицы — например, легкие и подвижные электроны — могут сделать это быстрее и поэтому обгоняют световой луч. Такие явления уже давно наблюдаются на опыте и никаких чудес с изменением хода истории при этом, понятно, не возникает.

Недавно в экспериментах, выполненных американскими и бразильскими учеными, была запущена первая сверхзвуковая «торпеда». Как и предсказывала теория, она прошла значительное расстояние, сохраняя свою сигарообразную форму. Правда, ее скорость превышала «звуковую» всего лишь на 0,24 процента, но, как говорится, лиха беда — начало!

Как видим, в природе есть место для сверхзвуковых и сверхсветовых решений уравнений и без какого-либо нарушения теории относительности.

В последние годы, когда стало возможным издавать книги за свой счет, появилось немало брошюр и толстых монографий, авторы которых запросто толкуют о сверхсветовых скоростях, не зная, к каким чудовищным парадоксам это приводит. Современная физика — крепко сцементированная наука, и нельзя отбросить какой-либо из ее «краеугольных камней», не разрушив всего здания. Однако, как утверждается в одной из пьес Шекспира, на свете много есть такого, что и не снилось нашим мудрецам, и удивительные физические явления, в которых «свет бежит быстрее света», могут еще преподнести нам сюрпризы.

.

   

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум

Спешите узнать больше информации про монтаж котельной в загородном доме.