Файл: Ласло. Шепчущий пруд. Персональный путеводитель по новому видению науки.pdf

являются фиктивными. Возбуждая состояния с отрицательной энергией в вакуумном поле нулевой точки с помощью достаточных импульсов энергии (порядка 1027 эрг/см3), можно «перебросить» участок этого поля в состояние с положительной энергией – реальное, иными словами, наблюдаемое. Этот процесс известен как парная генерация: одновременно с реальной частицей вне поля возникает ее античастица. Поэтому где бы ни находилась материя, там присутствует и море Дирака: наблюдаемая Вселенная повсюду плавает на его поверхности.

Хотя подавляющее большинство современных ученых все еще относительно слабо разбирается в этой таинственной, но весьма фундаментальной энергетической проблеме, интерес к ней быстро возрастает. Выходят на свет важные открытия. Стало известно, что наша наблюдаемая Вселенная была порождена квантовым вакуумом, когда его область (вакуум Минковского) перешла в состояние взрывной нестабильности и расщепилась на материю и гравитацию. И это было громадное энергетическое поле, которое, согласно теории Робертсона - Уолкера (Robertson-Walker), в результате более спокойной фазы расширения Вселенной обусловило синтез материальных частиц, которые существуют в пространстве и времени. Известно далее, что квантовый вакуум – это не только источник, но и «поглотитель» вещества во Вселенной. Знаменитая теория черных дыр Стивена Хокинга (Stephen Hawking) предсказывает, что на «горизонте событий» черной дыры одна из синтезированной из вакуума пары частиц вылетает в окружающее пространство, в то время как парная ей античастица захватывается черной дырой, где и исчезает – в вакуумном поле нулевой точки.

Это поле содержит энергию с неопределенной плотностью. Джон Уилер (John Wheeler) оценил ее материальный эквивалент как 1094 г/см3. Эта величина, на первый взгляд не столь выразительная, в действительности больше, чем масса всего вещества в известной Вселенной*. По сравнению с этим уровнем энергии плотность энергии в атомных ядрах – наиболее высокий энергетический эквивалент материи в космосе – кажется крошечной: это «всего» 1013 г/см3.

Если энергии вакуумного поля нулевой точки – это обычные положительные энергии, то Вселенная могла бы немедленно коллапсировать к размеру меньше, чем булавочная головка (или даже порядка радиуса атома). Это следует из знаменитой формулы Эйнштейна Е=mc2, которая определяет эквивалентность массы и энергии. Реальная энергия, связанная с массой, соответствует специфической величине гравитации: поэтому потрясающие вакуумные энергии, если это реально, могли бы обеспечить конденсацию всех разлетающихся звезд и галактик в катастрофическом и совершенно невообразимом «хрусте».

Но по крайней мере до заключительного акта нашей Вселенной (или

________________________

* Масса наблюдаемой Вселенной порядка 3 1062 г (прим. переводчика).

нашего настоящего ее цикла) миру вещества – или, как можно теперь сказать, массы – энергии, не угрожает последняя катастрофа. Сегодня и еще неопределенно долгие миллиарды лет известная Вселенная будет продолжать плавать по поверхности из того изумительного энергетического поля. А, если более точно, то будет продолжать сосуществовать с ним, подобно сети взвешенных в нем пузырей. Потому что в терминах энергии материальный мир, который мы знаем и частью которого являемся, это не кристаллизация вакуумного нулевого поля, а всего лишь разведение его.

Продолжая думать и понимать

Тонкая линия разделяет то, что уже известно и усвоено относительно квантового вакуума, от того, что пока еще остается умозрительным и спорным. Поскольку наши современные знания с достаточной полнотой опираются на концепцию черных дыр, двинемся, оставив сомнения, дальше к новым постижениям до тех пор, пока физики не проложат тропы сквозь неведомое и не выступят с новыми теориями и идеями новых способов их экспериментальной проверки. Перейдем к обзору наиболее многообещающих исследований в ожидании, что хотя последнее слово еще и не сказано, они могут оказаться на верном пути.

Рассмотрим природу вакуумного нулевого поля. Следуя здравому смыслу, можно считать его гомогенным и изотропным, иными словами, одинаковым по всем направлениям и повсюду однородным. Этот принцип следует из квантовой электродинамики (КЭД), и он нравится большинству физиков, потому что придает изящество расчетам, а математике самосогласованность. Существуют, однако, альтернативные подходы к этому явлению, и среди них, основанный на стохастической электродинамике. В этом случае вакуум рассматривается как поле постоянных квантовых флуктуаций; соответствующая математика менее «упорядоченная». Но что если вакуум и на самом деле заполнен флуктуациями энергетического поля? Если это так, то альтернативная теория, хотя и не столь простая и элегантная, все же ближе к истине. Это дает физикам время для размышлений. Хорошо сказал об этом Эйнштейн: надо делать наши теории настолько простыми, насколько это возможно, - но не более простыми.

Тот факт, что поле, определяющее движение и поведение материи, должно обладать собственной структурой, для физиков не новость. Теория относительности Эйнштейна также постулирует структурированное поле: пространственно - временной континуум. Это поле взаимодействует с реальным миром вещества, но, по крайней мере, в первоначальной интерпретации, не обладает собственной реальностью – его природа чисто геометрическая. Позднее некоторые физики принялись обсуждать это предположение. Игнацио Ликата из Италии и Манфред Реквард из Германии

(Ignazio Licata, Vanfred Requard), среди прочих, развили теории релятивистской Вселенной, в которых пространство - время уже не

абстрактная геометрия, а физически реальное (так называемое «ретикулярное») поле, связанное с квантовым вакуумом. Венгерский физик Лайош Яноши (Lajos Janossy) несколько десятков лет назад первым осуществил такой подход, использовав известные релятивистские эффекты (такие, как замедление хода часов, когда они разгоняются до околосветовых скоростей, или увеличение массы при таких скоростях) для взаимодействия обычных объектов с квантовым вакуумом. Приобретя околосветовую скорость, материальные частицы таких объектов испытывали силу сопротивления вакуумных частиц (бозонов) и эта сила трения замедляла процесс их ускорения и увеличивала их массу. С этой альтернативной точки зрения вакуум больше не является абстрактной геометрической структурой, подобной пространственно-временному континууму Эйнштейна, а реальным физическим полем, которое взаимодействует с материальными частицами известной Вселенной.

Другой венгерский теоретик диссидент Ласло Газдаг (Laszlo Gazdag) развил на основе концепции Яноши завершенную «пост-релятивистскую теорию». Его теория, хотя пока и умозрительная, объясняет загадочный факт иначе. Почему, несмотря на аномальные плотности энергий нулевого поля, они обычно не воспринимаются и даже не могут быть зарегистрированы? Являются ли эти «виртуальные» энергии полностью ненаблюдаемыми?

Газдаг, подобно Яноши и другим ученым, утверждает, что это не тот случай. Энергии вакуумного поля можно наблюдать и даже измерить, но не при любых условиях. Вакуумное энергетическое поле (будем для простоты впредь называть его энергией вакуума) ведет себя подобно сверхтекучей жидкости. Свойства такой жидкости необычны. В сверхохлажденном гелии, например, исчезают электрическое сопротивление и сила трения, он движется сквозь узкие щели и капилляры без потери импульса. И, соответственно, предметы движутся в такой жидкости, не испытывая никакого сопротивления. А поскольку этим свойством обладают и электроны, сверхтекучие жидкости одновременно являются также и сверхпроводниками. Поскольку по смыслу сверхпроводящая жидкость «отсутствует» там, где движутся электроны или другие объекты, они не получают информации о ее наличии. Будь электроны измерительным средством, с их помощью нельзя было бы зарегистрировать следы этой жидкости.

Представим теперь, что квантовый вакуум – это сверхтекучая жидкость по отношению к частицам, движущимся сквозь него. Частицы и объекты, построенные из них, не заметят его присутствия, для них вакуум не существует. Поскольку наши тела и наш мозг состоят из реальных частиц, обладающих положительной энергией, и ансамбль этих частиц движется сквозь вакуум как сквозь сверхтекучую жидкость, наши органы чувств и даже наши чувствительные приборы не реагируют на это движение. Нас можно извинить за уверенность в том, что не существует такой вещи, как океан энергии, окружающий нас и наш мир [1].

Но вакуум не постоянно и не всегда ведет себя как лишенная трения сверхтекучая жидкость. Как заметил русский физик Петр Капица, много лет потративший на исследование свойств гелия в состоянии сверхтекучести, в такой среде движутся без сопротивления только те объекты, движение которых является постоянным и квази-однородным. Если объект движется со значительным ускорением, то в среде возникают вихри, которые оказывают сопротивление движению, и проявляются классические эффекты взаимодействия поверхностей. Например, за счет вихрей, возникающих в сверхпроводящей жидкости, быстро разгоняемые кусочки дерева или бумаги движутся сквозь нее почти как в классической жидкости.

Если подобные эффекты имеют место в квантовом вакууме, реальные частицы, которые не находятся в состоянии постоянного и квазиравномерного движения, должны были бы испытывать воздействие на их движение со стороны энергетического поля. Это привело бы к известным релятивистским эффектам. Это нашло бы выражение также и в других, более известных свойствах реальных частиц – инерции, гравитации и электромагнетизме.

Вмодернизированной Газдагом эйнштейновской теории относительности известные формулы описывают течение бозонов в сверхтекучем вакууме [2]. Это течение, которое определяет геометрическую структуру пространства - времени, а отсюда траектории реальных фотонов и электронов. Когда свет и материальные частицы движутся равномерно, пространство - время является Евклидовым, а когда они ускоряются (или замедляются), вакуум взаимодействует с их движением. И тогда пространство - время искривляется.

Передовые исследования в области физики подтверждают эти революционные представления. Это согласуется с суждением, высказанным

всередине 1970-х годов Полом Девисом и Вильямом Унру (Paul Davies, William Unruh). Подобно Яноши и Газдагу, они исходили из различия между движением в вакууме с постоянной скоростью и с ускорением. Движение с постоянной скоростью проявляет спектр вакуума как изотропный, т.е. одинаковый во всех направлениях, в то время как ускоренное движение вызывает тепловое излучение и нарушает симметрию направлений. Эффект Девиса-Унру, слишком малый, чтобы его могли обнаружить физические приборы, подсказан учеными, чтобы исследовать, будет ли ускоренное движение через вакуум вызывать заметные эффекты. Эти ожидания принесли результат: оказалось, что сила инерции могла бы возникать как следствие взаимодействия с вакуумом [3].

В1994г. Бернард Хайш, Альфонсо Руеда и Гарольд Путхоф (Bernhard Haisch, Alfonso Rueda, Harold Puthoff) дали математическое доказательство того, что инерцию можно рассматривать как силу Лоренца, основанную на вакууме. Эта сила возникает на субчастичном уровне и оказывает сопротивление ускоренному движению материальных объектов. Ускоренное движение объектов сквозь вакуум возбуждает магнитное поле, и частицы, из которых состоят объекты, отклоняются этим полем. Чем больше объект, тем