Андрей Караваев, г. Томск
Во многих фантастических романах и рассказах красочно описано, как люди научились летать, познав тайну антигравитации. Вспомните хотя бы, как летал Ариэль, описанный пером Александра Беляева. Но на практике ничего подобного мы так и не наблюдаем. Почему?
Для начала давайте разберемся, в чем главная разница между гравитацией и антигравитацией.
Мы уверенно ходим по Земле, несмотря на то что она круглая и вращается с огромной скоростью, благодаря силе тяжести, или гравитации. Более того, мы не боимся подпрыгнуть, зная, что не улетим в космос — сила тяжести непременно вернет нас обратно. Благодаря той же силе тяжести, каждый из нас, став на весы, обнаружит, что весит столько-то десятков килограммов.
Невесомость наблюдается только в космосе, на орбитальных станциях — там люди могут свободно висеть в воздухе, и малейшего толчка достаточно, чтобы переместиться в любом направлении.
Но это вовсе не значит, что на орбите сила гравитации уравновешивается некой силой антигравитации.
Нет. Просто орбитальная станция кружится вокруг Земли с огромной скоростью — около 8 км/с! — и возникающая при этом центробежная сила компенсирует силу гравитации. Однако сама по себе эта сила все же существует, и чтобы прекратить ее действие, оторваться от земного притяжения, необходимо развить скорость свыше 11 км/с.
При этом космический корабль улетит в космос, сможет бесконечно двигаться по инерции. Но и это вовсе не значит, что сила гравитации куда-то исчезла. Она просто имеет свойство уменьшаться с расстоянием, а кроме того, сила гравитационного притяжения между телами пропорциональна их массам, согласно известному закону Ньютона.
И закон этот исправно работал многие десятилетия, пока в середине XX века ученые не обнаружили, некоторые явления, которым этот закон не давал объяснения. Началось все с того, что американский астрофизик Эдвин Хаббл обнаружил: галактики разбегаются от центра Вселенной.
«Ничего удивительного в том нет, — объяснили суть явления его коллеги. — Некогда произошел Большой взрыв, вот материя по инерции и разбегается во все стороны и по сей день…»
На том бы и успокоились, если бы не одна деталь. Эдвин Хаббл обнаружил движение галактик от центра по так называемому красному смещению. А само это смещение основывается на эффекте Доплера. В 1842 году австрийский физик Кристиан Доплер обратил внимание, что гудок приближающегося поезда кажется выше тоном, чем удаляющегося, и объяснил, почему так происходит. Длина акустической волны удаляющегося поезда как бы растягивается, а приближающегося, напротив, сжимается.
Это явление стали наблюдать и в оптическом диапазоне, что и позволило Хабблу по характеристике свечения дальних звезд определить, что они удаляются со все возрастающей скоростью. А ведь согласно теории Большого взрыва, все должно происходить как раз наоборот — чем дальше от эпицентра взрыва, тем скорость движения материи должна сильнее уменьшаться. Так, во всяком случае, подсказывает здравый смысл, учит нас повседневный опыт обычных взрывов.
Получается, на галактики действует некая неизвестная нам сила. Теоретики обозвали ее «темной энергией» и ныне пытаются понять, что она собой представляет.
Одна из гипотез гласит, что источником темной энергии служит либо некая невидимая нам скрытая масса, которая притягивает к себе окраинные галактики нашей Вселенной, либо, напротив, внутри нашей Вселенной наряду с областями, заполненными известной нам материей, существуют и области — некие «пузыри», заполненные невидимой антиматерией, которая обладает способностью отталкивать обычную материю. То есть в данном случае закон Ньютона действует как бы с противоположным знаком. Если две массы из обычной материи притягиваются друг к другу, то масса и антимасса должны взаимно отталкиваться.
Если это так, то, к облегчению теоретиков, удастся решить сразу две проблемы. Во-первых, по идее, при Большом взрыве согласно закону симметрии должно было образоваться примерно одно и то же количество материи и антиматерии. Но при столкновении частицы с античастицей, как показывают эксперименты в ускорителях, происходит реакция аннигиляции. То есть обе частицы исчезают и выделяется большое количество энергии.
Предположим, что взаимного уничтожения материи и антиматерии в природе не случилось потому, что частицы и античастицы в нормальном состоянии отталкиваются друг от друга. А коли так, получается, что во Вселенной и поныне сохраняются области, целиком состоящие из антиматерии. Их влияние и сказывается в том, что галактики разбегаются друг от друга со все возрастающей скоростью.