Текст книги "Чем мир держится?"

Автор книги: Роман Подольный

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 15 страниц)

Без тяжести

Слова «антигравитация», «антигравитационный» долгое время казались выходцами из фантастики.

А между тем биологи уверенно говорят и об антигравитационных мышцах и даже об антигравитационной функции организма. Мы буквально на каждом шагу только тем и занимаемся, что преодолеваем земное тяготение. Кровь в наших жилах притягивается Землей, и понятно, что есть в организмах человека и животных специальные механизмы, обеспечивающие, чтобы кровь более или менее равномерно распределялась по нашему телу.

Есть знаменитая древняя формула: лучше сидеть, чем стоять, лучше лежать, чем сидеть. Физиологический смысл этого изречения может быть отнесен при желании к снабжению организма кровью. Ведь когда лежащий человек встает или стоящий ложится, он коренным образом изменяет положение своего тела в поле земного тяготения. Как все мы знаем из школьных учебников, в легких человека находятся особые пузырьки – альвеолы, через их стенки кислород воздуха проникает в кровь. Легкие тут – базы снабжения кислородом, артерии – дороги, кровь – транспорт для кислорода. Так вот, в верхние отделы легких крови поступает меньше, чем в нижние, причем к примерно одной десятой всех альвеол стоящего человека кровь за кислородом вообще не является. И это связано только с тем, что в распределении крови по легким важную роль играет гравитация. Доказать эту связь, между прочим, оказалось очень легко. Достаточно было в эксперименте на несколько минут перевернуть добровольца-испытуемого вниз головой, чтобы его верхние и нижние отделы легких поменялись местами не только буквально, но и по степени обеспечения их кровью.

У лежащего на спине человека легкие заполняются кровью более равномерно. Здесь явно налицо некая недоработка со стороны организма – работаем-то мы стоя или сидя, но не лежа. Значит, как раз лежачему человеку нужно меньше энергии, для выработки которой требуется кислород, между тем в положении лежа, выходит, дыхание эффективнее. Что же, организм нашел пути для выправления такой ситуации. Жизненная емкость легких у сидящего человека больше, чем у лежащего, и еще больше она у стоящего. Уровень обмена энергии у человека при стоянии на десять – восемнадцать процентов больше, чем когда он лежит на спине.

Г. С. Белкания, автор одной из статей в журнале «Космическая биология и авиакосмическая медицина», отмечает, что изменения дыхания при перемене положения в пространстве направлены на «компенсацию первичных механических эффектов гравитации и обеспечение повышенных энергетических потребностей».

В общем, конечно, нельзя сказать, чтобы такие результаты, полученные в точных экспериментах, были совсем уж неожиданными. Ученые понимали, что организм человека должен находить пути приспособления к действию своей постоянной спутницы – силы тяжести. Опыты такого рода продолжаются. И пишут о них журналы, освещающие самую передовую линию нашей науки, рассказывающие о исследованиях, связанных с прорывом человечества в космос. Дело в том, что взаимоотношения организма человека с полем земного тяготения оказались гораздо более сложными и многообразными, чем это представлялось еще недавно. И ключ к выяснению этих взаимоотношений был дан той самой невесомостью, которая поставила перед космической медициной столько серьезных проблем.

Недавно писатель – популяризатор науки и публицист Ярослав Голованов опубликовал в «Новом мире» великолепную статью «Архитектор в мире, где яблоки не падают». Он рассматривает в ней перспективы строительства и архитектуры и новые принципы оборудования жилища в условиях невесомости.

Можно жить на «потолке» с теми же удобствами, что и на полу, несравненно шире использовать площадь «боковых стен» комнат. Отпадает необходимость в сиденьях. Шар, идеальная геометрическая фигура, оказывается куда удобнее, чем привычные землянам параллелепипеды. А сколько возможностей сулит архитектору невозможная, неслыханная на Земле свобода от силы тяжести! И все же сам Голованов делает неизбежную оговорку о том, что весь новый мир «эфирных поселений» в невесомости станет реальностью, только если будет доказана безопасность невесомости для человека.

С одной стороны, эксперименты на животных (особенно популярны сейчас у ученых в роли «космонавтов» уже не собаки, как прежде, а крысы) отчетливо показывают, что хотя организм изменяет в невесомости процессы обмена веществ, кровообращения и т. д., эти изменения обратимы. На Земле все возвращается к норме и довольно быстро. Опыт советских и американских космонавтов говорит о том же.

Но, с другой стороны, пока продолжительность космических полетов, в которых участвовали люди, составляет немногим более трех месяцев. Каков реальный срок безвредного пребывания в невесомости – мы еще нс знаем. По мнению же многих специалистов, такой реальный предельный срок должен существовать, до него не так уж далеко, и считаться с этим необходимо.

Есть опасности, которые хоть и остаются опасностями, но с сегодняшней точки зрения преодолимы относительно легко. Тренировки, тренировки и еще раз тренировки. Мышцы, во всяком случае большинство их, можно так поддерживать в работоспособном и здоровом состоянии. Хуже обстоит дело с костями скелета. Ноги несут обычно на себе тяжесть всего тела. Как вернуть им в этом отношении хотя бы ощущение нагрузки?

Стоит отметить, что обнаружена масса общих черт в том, как организм отвечает на невесомость и на неподвижность при длительном постельном режиме. У здорового человека после долгого постоянного пребывания в постели становятся менее плотными кости, что легко заметить на рентгенограмме. То же отмечалось у космонавтов после многосуточных полетов.

А доброволец, который провел в постели девять месяцев, в среднем терял каждый месяц полпроцента элемента кальция, содержащегося в его костях. Дорогая цена за изменение положения тела в пространстве и неподвижность! Хорошо еще, что когда такой доброволец возвращается к нормальному образу жизни с естественными физическими нагрузками, его здоровье восстанавливается. Восстанавливается и содержание кальция. Но в невесомости далеко не все нормальные физиологические процессы можно восстановить за счет физических тренировок, даже самых интенсивных.

Между кровью и тканями тела идет постоянный обмен веществ. Для перехода жидкости из артерий в ткани организм в значительной мере использует силу тяжести, а тканевые жидкости в кровь поступают через капилляры, такие тоненькие канальцы, что жидкость двигается в них за счет капиллярного давления, и тяжесть к этому отношения не имеет. В невесомости нормальное равновесие этих процессов нарушается. Фильтрация сильно замедляется, ткани обескровливаются, а кровь оказывается, наоборот, сильно разбавлена тканевой жидкостью. Расширяются центральные вены и предсердия, чтобы пропустить избыток крови. Организм же начинает этот избыток крови (увы, кажущийся!) удалять через почки. С жидкостью уходит из организма и кальций. Похоже, что при строгом постельном режиме в теле здорового человека происходит примерно то же, что в теле космонавта при невесомости. Ведь неподвижность, да еще в лежачем положении, даже в поле земного тяготения мешает правильному снабжению кровью всех тканей. Естественно, что тело «лежебоки поневоле» тоже теряет кальций, но теряет его гораздо медленнее.

Ученые мира разрабатывают лекарства, помогающие сохранению солевого равновесия, конструируют костюмы, в которых давление на организм должно хоть в какой-то степени заменять силу тяжести. И наконец, самое главное, радикальное решение проблемы – создание искусственной силы тяжести.

Тут есть два основных пути. Во-первых, поддерживать космический корабль в состоянии ускорения (положительного или отрицательного); но во время дальних полетов это потребует много дополнительной энергии.

Во-вторых, можно закрутить корабль вокруг некой оси так, чтобы на его внутренней поверхности возникла сила тяжести – способ, давным-давно освоенный фантастикой, но, правда, не наукой. Однако космические корабли пока относительно невелики, а угловая скорость вращения (для создания достаточной силы тяжести) должна быть довольно большой. Какие последствия это будет иметь для космонавта, который ведь почувствует, что его «вертят», – весьма неясно. Не попасть бы из огня да в полымя!

К невесомости не приспособлен и механизм снабжения органов тела кровью через артерии. Космонавт Павел Романович Попович в состоянии невесомости чувствовал время от времени, будто он висит головой вниз и вперед. «Впечатление такое, что стоишь на голове», – это рассказывал космонавт В. А. Шаталов. Все говорили о временных приливах крови к голове, видели, как у товарищей по кабине космического корабля становятся одутловатыми лица и даже морщины сильно сглаживаются. Это организм гонит кровь в голову с силой, достаточной для преодоления земного притяжения, а преодолевать-то в невесомости нечего. В голове крови слишком много, в ногах слишком мало. Вниз-то кровь обычно идет легко, а вверх ее надо гнать; в невесомости возникает прямо противоположная ситуация. Тело из нее само выйти не может, надо опять-таки искать способы ему помочь. Каким же образом?

Тут, видимо, возможны два пути – медико-биологический и технический. Пока космическая медицина не может предложить идеальные выходы «на все случаи жизни». Остается надежда на принцип эквивалентности. Достаточно заставить космический корабль двигаться с ускорением, чтобы на нем появилась тяжесть. Такое решение проблемы ставит труднейшие задачи, касающиеся двигателей, запасов энергии и многого другого, но все это задачи технические по своей сути. А их решать в конечном счете много проще, чем задачи медико-биологические, да еще касающиеся человека.

Первые ракеты, пошедшие (без человека) на Венеру и Марс, часть пути проходят без ускорения, по орбите искусственных спутников Солнца. Так же пойдут к планетам первые ракеты с людьми, если будет найден способ гарантировать безопасность и сохранение здоровья их экипажам. А не будет он найден – придется подождать кораблей, способных нести достаточный запас топлива, чтобы лететь к планетам напрямую. Но к этому же космонавтика будет стремиться и в том случае, если полеты по орбите спутника окажутся возможны по медицинским показателям. К чему же тратить на дорогу лишние месяцы и даже годы!

Вся история человечества есть в известном смысле процесс замены приспособления человека и общества к среде приспособлением среды к человеку и обществу. Космонавтика сейчас в самом начале, потому она и предъявляет такие требования к своим пилотам, потому мы и зовем – заслуженно зовем – первых завоевателей космоса героями.

Но человечеству предстоит жить в космосе, освоить его как собственный дом. А у себя дома быть героем уже необязательно.

Первым летчиком, поднимавшимся в относительно высокие слои атмосферы, приходилось приспосабливаться к дыханию разреженным воздухом; потом появились кислородные приборы, а сейчас для таких случаев употребляются специальные скафандры.

А уж если развивать это сравнение, то, как известно, эскимосы и огнеземельцы живут в весьма суровых условиях. Организм эскимоса гораздо хуже приспособился к холоду, чем организм огнеземельца, но несравненно более высокую культуру создали именно эскимосы, сумевшие поставить между собой и средой идеально отвечающие условиям одежду и жилище. Сравнение, может быть, слишком резкое. Но ведь космонавты – тоже, с определенной точки зрения, часть человечества, попадающая в экстремальные, необычные условия. А генеральный путь развития культуры в широком смысле этого слова – один.

Невесомость, возможно, должна быть оставлена для спутников-автоматов, как холод остался за стенами эскимосских жилищ.

Честь и слава медикам и биологам, ищущим сегодня пути борьбы с невесомостью, – на ближайшие десятилетия эта борьба актуальна и необходима. Но дальше…

А как быть с малой тяжестью, лунной, скажем?

Когда-то казалось, что тут самое трудное будет – научиться правильно ходить. Но «первые люди на Луне» буквально за полчаса выработали и довольно удачную походку и подходящую осанку.

А вот относительно того, долго ли человек сможет жить на Луне без вреда для себя, – уверенного ответа мы пока не имеем. Индивидуальное самочувствие-то должно быть несравненно лучше, чем в невесомости, поскольку есть ощущение верха и низа, кровь будет меньше приливать к голове и т. д. Но физиологические процессы, связанные с использованием организмом массы той же крови, пойдут гораздо медленней, чем на Земле; нагрузка на мышцы ног в шесть раз слабее.

Луняне – герои научно-фантастического романа Айзека Азимова «Сами боги» – нашли выход в спорте: «То, что для вас – развлечение, для нас – жизненная необходимость… Вы, земляне, приспосабливались к земной силе тяжести добрых триста миллионов лет– с того самого момента, как живые организмы выбрались на сушу… Наш организм… требует постоянной тренировки, чтобы функционировать нормально. И это касается таких сложных и тонких функций, как пищеварение, выделение гормонов и тому подобное».

И дальше Азимов дает блистательную картину гимнастических состязаний в шахте шириной пятнадцать метров и глубиною сто пятьдесят. «Правильное использование мускулатуры компенсирует слабое притяжение».

Скептицизм – удобное мировоззрение? Скептики смотрят на это скептически.

Станислав Ежи Лец

Но видеть в спорте панацею от всех бед не приходится. Мы ведь только прикоснулись к физиологическим явлениям, связанным с невесомостью или малой силой тяжести, а рассчитывать надо на годы и десятилетия. Луна же отличается от космического корабля, между прочим, и тем, что здесь не создашь за счет движения добавочную силу тяжести, не сыграешь на принципе эквивалентности. А мы ведь не можем ждать с ее освоением до тех пор, пока сумеем создавать искусственное гравитационное поле.

Проблем, нуждающихся в срочном решении, тут более чем достаточно.

Загадка тяготения – загадка?

Сочетание слов «загадка тяготения» поразительно устойчиво. Так называются и целые книги, и разделы в книгах, и статьи. И в принципе против этого никак нельзя возражать. Действительно загадка. Но почему-то словосочетание «загадка атомного ядра» встречается несравненно реже, а «загадка электромагнетизма» вообще не встречается. Между тем общая теория относительности ничуть не в меньшей степени объясняет явление гравитации, чем теория Максвелла – электромагнитные явления.

Одно из железных правил развития науки состоит в том, что ни одно явление природы не может быть до конца объяснено созданной для такого объяснения теорией. Иначе сама наука остановилась бы и омертвела. Поэтому можно и нужно, конечно, искать более глубокую «причину тяготения», чем данная теорией гравитации Эйнштейна. Но точно так же и в той же мере можно и нужно пытаться найти и более глубокую «причину электромагнетизма», чем у Максвелла. А уж об атомном ядре мы, по мнению физиков, знаем куда меньше, чем о тяготении. И тем не менее…

В одной хорошей научно-популярной книге написано буквально следующее: «Любопытно отметить, что некоторые вопросы, поставленные наукой на заре ее развития, не могут быть решены, несмотря на все достижения современности. Одним из таких важных, интересных, но совершенно не продвинувшихся со времени Ньютона вопросов является вопрос о природе всемирного тяготения…»

А уже в следующей главе книги идет рассказ о теории Эйнштейна – это после заявления об отсутствии продвижения вперед после Ньютона в проблеме природы тяготения…

В чем же дело? Почему достойные, серьезные ученые, не работающие непосредственно в теоретической физике (не говоря уж о журналистах), так часто подчеркивают загадочность именно тяготения?

Кажется, причины тут чисто психологические. И в их числе, пожалуй, сложность теории Эйнштейна – причина из самых в данном случае малозначащих. Теория Максвелла, конечно, проще, но о загадке электромагнетизма не говорят ведь и те, кто не имеет об этой теории ни малейшего представления Гораздо важнее, что само тяготение воспринимается как сила, не подвластная человеку, наоборот даже, властвующая над ним.

То ли дело электромагнитные силы! Гидростанции и игрушечные автомобильчики, холодильники и обыкновенная лампочка… Как видеть загадку в верном слуге? Если, по старой пословице, не существует великого человека для его камердинера, то уж увидеть загадочность в камердинере еще труднее. Атомное ядро стало служить человеку совсем недавно, и все-таки тот же эффект оказался в значительной степени достигнут за четверть века, которые прошли со ввода в действие первых атомных электростанций.

Победить – для нашего житейского мышления означает и разгадать. На самом же деле это далеко не одно и то же.

…Человеческое мышление по природе своей способно давать и дает нам абсолютную истину, которая складывается из суммы относительных истин. Каждая ступень в развитии науки прибавляет новые зерна в эту сумму абсолютной истины, но пределы истины каждого научного положения относительны, будучи то раздвигаемы, то суживаемы дальнейшим ростом знания.

В. И. Ленин

Играет, видимо, свою роль и ненаглядность общей теории относительности. Привычка считать попятными только наглядные механические модели, идущая со времен Галилея, если не от Древней Греции, сохранилась у большинства из нас до сих пор.

Атом можно представить в виде миниатюрной Солнечной системы; хотя такое представление безнадежно устарело, самая возможность его позволяет относиться к атому и его ядру как к чему-то, что сам ты не знаешь, но ученые – те знают.

Для теории Максвелла механические модели так же невозможны, как для теории Эйнштейна; а как сам Максвелл в свое время пытался найти их! Не смог. Обошелся.

Электромагнетизму сегодня отсутствие механической наглядности прощается – за верную службу.

Значит, все дело в том, чтобы найти способы обуздать тяготение, управлять нм – тогда оно догонит по степени понятности электричество. Иначе с общепринятой загадочностью тяготения ничего не сможет сделать и та теория гравитации, что сменит когда-нибудь теорию Эйнштейна, – не сможет, как бы глубоко ни заглянула новая законодательница тяготения в его механизм. Ей же ей, это будет действеннее даже, чем изучение общей теории относительности в школе – такое обучение, кстати, уже стало правилом в некоторых школах и у нас, и за рубежом.

А вот управление тяготением, активная утилизация его, генерирование и укрощение – все это дело будущего.

Завтра или никогда

Волны кривизны, или в небо, за звездами

Кто не видел волн на воде – набегающих на морской берег, ряби на реке под легким ветром, кругов, расходящихся от брошенного в пруд камня? Мы знаем радиоволны, знаем, что свет – это тоже волны; квантовая механика категорически подчеркивает волновые свойства элементарных частиц.

Чем же на этом фоне так уж выделяются гравитационные волны, что они собой представляют? Или должны представлять, поскольку пока они только предсказаны, только вычислены, только описаны. – и не более того…

Уравнения Эйнштейна гораздо сложнее уравнений Максвелла. Но структура тех и других уравнений сходна. Из теории Максвелла следовало, что при неравномерном движении электрического заряда возникают электромагнитные волны. Именно таково в конечном счете происхождение и радиоволн, и рентгеновских лучей, и самого обыкновенного видимого света.

Немецкий физик Генрих Герц впервые в опыте показал реальность электромагнитных волн. Это случилось в 1888 году.

Понадобилось всего семь лет, чтобы Александр Попов превратил электромагнитные волны в средство коммуникации, и человечество получило радиосвязь.

Так вот, неравномерное движение «гравитационных зарядов» (а такие «заряды», как вы знаете, несут все известные нам тела) тоже должно создавать волны, только, естественно, гравитационные. Поскольку же гравитация тесно связана с геометрическими свойствами пространства, то колебания поля тяготения есть колебания кривизны пространства[20]20
  Впервые идея о возможности волн гравитации была высказана еще до возникновения общей теории относительности Б. Б. Голицыным в его переписке с П. Н. Лебедевым.


[Закрыть].

Необходимая оговорка: польский физик Леопольд Инфельд доказывал, что гравитационные волны невозможны, невозможен реальный перенос ими энергии. Но мало кто из теоретиков разделяет сегодня эту точку зрения.

Равномерное движение в нашем мире встречается не так уж часто. Движение Земли и других планет вокруг Солнца – движение с угловым ускорением, значит, неравномерное. Любое космическое тело при движении по своей орбите излучает гравитационные волны, они рождаются и при любых столкновениях тел, при взрывах – словом, буквально всюду.

Мир должен быть пронизан гравитационными волнами. А поскольку они подчиняются законам квантовой механики, то являются одновременно материальными частицами, имеют массу. По некоторым подсчетам, около трети всей массы-энергии в нашей Вселенной составляют именно гравитоны, родившиеся в течение тех десяти – двадцати миллиардов лет, которые отводят астрофизики на существование Метагалактики. В каждом кубическом сантиметре космического пространства содержится, возможно, десять в минус тридцатой степени грамма гравитонов – столько же, сколько (в среднем) всей видимой материи – от звезд до фотонов (еще треть массы мира составляют, возможно, нейтрино). И вот это-то грандиозное явление пока что только описано, но не обнаружено. Причина – та самая слабость силы тяготения, о которой уже столько раз говорилось. Вот какой пример приводит В. Борисов в книге «Загадка тяготения»: «Если взять несколько брусков кварца массой в 1 т, возбудить в них такие упругие колебания, что бруски будут колебаться в режиме, близком к разрушению (на это понадобится 10⁸ Вт мощности), мощность всего гравитационного излучения составит 10^-21 Вт».

Коэффициент полезного действия в этом случае составит одну стомиллионную долю от одной квадриллионной доли: десять в минус двадцать девятой степени.

Пожалуй, только в области тяготения ученым приходится практически иметь дело с десятками, над которыми стоят в качестве показателей степени столь огромные отрицательные числа! Тут гравитационщикам не позавидуют даже специалисты по элементарным частицам.

Причем Борисов еще считает нужным оговорить, что приведенный им пример – «один из наиболее удачных в отношении коэффициента полезного действия».

Мало того. При приеме излученной гравитационной энергии нам придется иметь дело с той же величиной КПД. Значит, при массе излучателя в одну тонну на приемной гравитационной антенне придется измерять величину, равную всего-навсего десяти в минус пятидесятой степени ватта. Похоже, что бессмысленно передавать эту чудовищно малую величину словами, лучше написать так: 10^-50.

Но ведь в мире столько природных источников гравитационных волн! Вселенная просто переполнена ими. Однако ближайшие из них тоже не отличаются мощностью. Самая большая планета Солнечной системы, Юпитер, излучает в виде гравитационных волн ровно столько энергии, сколько достаточно для электролампочки в четыреста пятьдесят ватт. Не густо. Что говорить об остальных планетах?

Зато чем дальше в космос, тем больше мы встретим мощных генераторов гравитационного излучения. При некоторых взрывах сверхновых звезд, при гравитационном коллапсе (если он происходит несимметрично, то есть вещество звезды не устремляется к ее центру со всех сторон с одной и той же скоростью), при столкновениях нейтронных звезд и черных дыр гравитационные волны должны излучаться в огромных количествах. Предполагают, что тут возможен КПД перехода массы-энергии в гравитационное излучение, равный десяткам процентов. Энергия такого излучения оценивается теперь в эргах числом, равным десяти в пятьдесят второй– пятьдесят пятой степени. Снова огромная величина показателя степени, но теперь со знаком плюс! Вот как пополняются «запасы» гравитонов в Метагалактике, составляющие, возможно, до трети ее массы. Но гравитационные волны от мощных взрывов всех видов рассеиваются в пространстве равномерно, до Земли доходит ничтожная доля их энергии. А КПД земной гравитационной антенны по-прежнему чрезвычайно низок.

И все-таки охота за гравитационными волнами началась. Ученый, который их обнаружит, станет новым Генрихом Герцем.

Ловля гравитонов – занятие сложное. Чтобы поймать радиоволну, как и любую электромагнитную волну, достаточно в принципе всего-навсего одного электрического заряда. Волна заставит его сместиться, а это смещение можно измерить.

Есть два основных способа принять гравитационные волны из космоса. Можно использовать то обстоятельство, что гравитационное излучение взаимодействует с электромагнитным полем и способно возбудить в нем колебания, которые и подлежат измерению. Можно измерить смещение тел в высокочувствительной механической системе. Именно этим и занимался в 1968–1971 годах профессор Мерилэндского университета в США Джозеф Вебер.

…На тонких нитях к раме из стальных блоков, разделенных резиновыми прокладками, подвешен алюминиевый цилиндр длиною полтора метра, диаметром шестьдесят сантиметров и весом полторы тонны. На поверхность цилиндра наклеены пьезодатчики, переводящие его механические колебания в электрические. Все это сооружение помещено в вакуумную камеру. Второй такой же цилиндр был установлен на расстоянии в тысячу километров от первого.

С помощью сейсмографов, акустических датчиков, наклономеров стремились отсеять все колебания, вызванные внешними воздействиями, не связанными с гравитационными волнами. Оставались, правда, неустранимы слабые колебания, причиной которых были тепловые шумы – результат броуновского движения молекул.

Вебер считал, что при этих условиях одновременные всплески колебаний обоих цилиндров – признак воздействия на них очень длинных (многокилометровых) гравитационных волн. Приборы отметили такие всплески, и во всех, пожалуй, газетах и журналах мира появились сообщения о первом приеме гравитационного излучения.

Астрофизики, однако, пришли в большое смущение. Чувствительность веберовской системы была, несмотря на все старания, очень низка. Если тем не менее прием состоялся, это означало, что во Вселенной происходят процессы, мощность которых не соответствует теоретическим представлениям астрономов. Предполагаемым источником волн, которые Вебер пытался принять, является центр нашей Галактики. Для того, чтобы антенна их зафиксировала, в центре Галактики должна была ежегодно переходить в гравитационное излучение полная энергия вещества с массою в тысячу с лишним раз больше солнечной. Для Галактики чересчур много. При таких процессах, похоже, давно бы не существовало пашей звездной системы. Но теория теорией, а эксперимент экспериментом. Подобное проверяют подобным, клин вышибают клином, эксперимент провернется другим экспериментом.

Первыми в мире проверяли опыт Вебера в Московском университете. Это сделала группа Брагинского. Волн не приняли. Потом эксперимент повторяли в США и Англии, Италии и ФРГ… Эффект Вебера тоже не повторился.

Что же произошло?

По-видимому, установка Вебера не была достаточно защищена от внешнего «постороннего» воздействия. Во всяком случае обнаружено, что некоторые моменты, в которые антенна Вебера регистрировала приход волн, совпадают во времени с изменениями солнечной активности и магнитного поля Земли.

Первая атака оказалась неудачной, но она стала важным звеном планомерного штурма проблемы.

В том же 1971 году, когда Вебер закончил свои опыты, появилась в «Письмах в Журнал экспериментальной и теоретической физики» работа В. Б. Брагинского и М. Б. Менского. Она излагала способ, обещающий повысить чувствительность коротковолновых гравиприемников на восемь порядков по сравнению с антенной Вебера, то есть в сто миллионов раз. Этим новый метод гравиприема обязан принципиально новому подходу к проблеме. Измеряться должны не механические колебания твердого тела, а изменение свойств цуга – сгустка электромагнитных волн. Слово «цуг» – немецкого происхождения и означает запряжку лошадей гуськом, в две или три пары. Цуг волн в новом гравиприемнике должен быть пущен по круговому волноводу. Согласно законам общей теории относительности, гравитационная волна воздействует на волны электромагнитные. На одних участках волновода она их «подгонит», на других– «притормозит». Выразится это в изменении частоты электромагнитных волн и сдвиге их фазы. Если теперь правильно подобрать то и другое, в принципе можно изменить диаметр круга и время его обегания цугом так, чтобы это время было вдвое меньше периода колебаний гравитационной волны; наступит резонанс: на одних и тех же участках волновода цуг будет снова и снова ускоряться, на других снова и снова замедляться. Это и позволяет резко повысить чувствительность прибора. Резко, но пока недостаточно для приема предполагаемых гравитационных волн.

Теоретики – тут большую роль играют советские ученые, группирующиеся вокруг академика Я. Б. Зельдовича, – стали рассчитывать, какие именно волны, какой длины и всплесками какой продолжительности должны приходить на Землю от гравитационных источников разного типа. Такие расчеты были проделаны, например, для шарового скопления, содержащего примерно миллиард сверхплотных звезд (пульсаров, черных дыр). Гравитационные волны должны были излучаться при пролете звезд на близком расстоянии друг от друга и при их столкновениях.

Для приема излучения от такого скопления надо настроить детектор на частоту сто герц (длина волны – три тысячи километров). При этом чувствительность гравитационной антенны должна быть достаточной, чтобы зарегистрировать амплитуду колебаний в десять в минус шестнадцатой степени сантиметра за одну сотую секунды.

Самые мощные из предполагаемых источников гравитационных волн – черные дыры с массою в миллион или миллиард солнечных масс. Точнее говоря, не сами дыры, а процессы их образования, если схлопывание звезд имеет несимметричный характер, если вещество звезды устремляется к центру ее неравномерно с разных сторон. Но черные дыры – все-таки гипотетические объекты. То же относится к процессам, при которых они образуются. Реальнее рассчитывать на волны, идущие от нейтронных звезд, масса которых не может быть намного больше солнечной.

Гравитационные антенны придется изолировать не только от сейсмических и акустических шумов, но и от магнитных воздействий любого типа, и, что труднее всего, от тепловых шумов. Тут надо будет работать при максимально низкой температуре, в гигантских холодильниках.

Большие возможности открывает космос.

Надо вынести две массы, составляющие гравитационную антенну, за пределы атмосферы – конечно, на спутниках. Желательно на спутниках, свободных от сноса. Здесь длину антенны, расстояние между пробными массами можно сделать сколь угодно большой – скажем, размером с радиус земной орбиты или еще больше.