Происхождение Вселенной - [42]
В то же время теоретики решили потянуть за другую веревочку. Они заявили, что никто до сих пор не сумел убедительно объяснить, что такое инерция. Одно мы знаем наверняка: инерцию нельзя полностью объяснить полем Хиггса. Хотя поле Хиггса предположительно обеспечивает массами фундаментальные частицы, такие как электроны и кварки, при объединении кварков в более тяжелые частицы, а именно протоны и нейтроны, которые составляют большую часть нормального вещества, получается масса примерно в тысячу раз больше суммарной массы составляющих кварков. Эта дополнительная масса обеспечивается не механизмом Хиггса, а энергией, требуемой для того, чтобы удерживать кварки рядом друг с другом. Каким-то образом эти два эффекта должны объединиться и найти себе точку опоры, чтобы создать у тела свойство сопротивляться ускорению.
И что же далее? Наверное, все это можно соотнести с феноменом, о котором в 1970-е годы заявили канадский физик Уильям Унру и другие ученые. Объединив идеи относительности и квантовой механики, они пришли к выводу, что наблюдатель, движущийся с ускорением, должен видеть излучение, исходящее из вакуума.
Астрофизик Бернард Хайш из Института внеземной физики имени Макса Планка в Гархинге (Германия) и инженер-электротехник Альфонсо Руэда из Университета штата Калифорния в Лонг Бич (США) поняли, что вакуум взаимодействует с ускоряющимся телом во всем его объеме. Это может породить силу, которая действует в направлении, противоположном движению тела. Они сравнили этот эффект с тем, который возникает при движении заряженных частиц в магнитном поле, когда возникает сила, действующая на движение этих частиц, – сила Лоренца. В нашем случае имеют место электромагнитные взаимодействия с квантовым вакуумом.
Майк Маккаллох из Плимутского университета (Великобритания) полагает, что такие взаимодействия – именно то, что нужно для того, чтобы разрушить принцип эквивалентности. Излучение Унру должно обладать спектром с широким диапазоном длин волн. Для очень маленьких ускорений будет преобладать длинноволновое излучение. Сделайте ускорение действительно очень маленьким, и некоторые волны станут длиннее размера наблюдаемой Вселенной и будут эффективно обрезаться. В соответствии с вычислениями Маккаллоха, проведенными им в 2007 году, полное количество излучения Унру, воспринимаемого телом, будет падать, в результате чего тело будет испытывать меньшую силу противодействия. Таким образом, инерция тела будет уменьшаться, облегчая его движение по сравнению с тем, что предписывается стандартными законами движения Ньютона. Соответственно, связь с гравитационной массой будет ослабевать.
Сложность этой идеи заключается в том, что ее трудно проверить. В окрестности Земли с ее сильным полем тяготения не так-то легко воспроизвести малые ускорения, нужные для наблюдения такого эффекта. Однако во Вселенной есть места, где можно увидеть действие малых ускорений, а именно в среде с низкой гравитацией, например на краю галактики. И действительно, рассматривая аномальные движения в большинстве спиральных галактик, Маккаллох предположил, что этот механизм может также объяснить еще одну загадку, терзающую умы астрофизиков – тайну темной материи.
Справедливости ради следует сказать, что эти идеи не совершили переворота в науке. Когда Хайш и Руэда предложили свой механизм, им удалось убедить НАСА в необходимости спонсирования дальнейших исследований. Кроме того, дуэту ученых удалось привлечь частные инвестиции в размере двух миллионов долларов. Но в дальнейшем денежный ручей и интерес к исследованиям иссякли, так как разработчики идеи не смогли предсказать, как именно можно проверить действие эффекта.
В 2010 году три бразильских астронома под руководством Виторио Де Лоренси из Федерального университета в Итажуба предложили провести новое испытание. Если использовать вращающийся диск, для того чтобы нейтрализовать ускорения, возникающие вследствие вращения Земли и ее движения в космическом пространстве, на крохотных ускорениях инерция диска понизится, и он будет вращаться быстрее, чем следует из законов Ньютона. Несмотря на то что проведение эксперимента требует сравнительно небольших затрат, пока не нашлось желающих вкладывать свои ресурсы в этот проект.
Тупиковая ситуация, связанная с принципом эквивалентности, по-прежнему ждет своего разрешения. Либо кто-то проведет решающий эксперимент, разоблачающий принцип эквивалентности, либо теоретически будет доказана его несостоятельность. Если гравитационная масса – то же самое, что и инертная масса, только под другой личиной, тогда действительно гравитация – всего лишь иллюзия, возникающая в искривленном пространстве, как она и трактуется в общей теории относительности. И тогда квантовые теории гравитации, включая струнные теории, могут быть водружены на жертвенный алтарь.
Числа – основа всего?
