Юный техник, 2004 № 06 - [4]
Однако в 1706 году неожиданно для всех Ньютон вообще отказался от идеи вселенского эфира. Спустя 11 лет он вновь вернулся к первоначальной гипотезе, но сформулировать ее столь же четко и убедительно, как это было сделано с законом всемирного тяготения, так и не сумел.
Впрочем, сама по себе идея эфирной природы тяготения не была забыта. Так, скажем, британский физик Оливер Лодж в 1907 году определил, что плотность эфира в 1000 раз меньше плотности платины, а энергия, по его расчетам, равна 10>33 эрг/см>3. Тем не менее, и ему не удалось выяснить, куда же девается энергия поглощенных веществом эфирных частиц.
Лоджу попытались помочь другие исследователи. Джордж Томсон и Анри Пуанкаре, например, предполагали, что энергия поглощаемого эфира превращается не в тепловую, а энергию другого рода. Однако ни они сами, ни их последователи не смогли обнаружить даже следы этой другой энергии. Весьма спорными показались многим и эксперименты по обнаружению самого эфира во Вселенной.
В общем, все вздохнули с облегчением, когда в 1916 году Альберт Эйнштейн в своей теории относительности описывал гравитацию как воздействие материи на свойства пространства и времени, которые, в свою очередь, влияют на движение тел и другие физические процессы.
Таким образом, решение вопроса о существовании эфира было отложено до лучших времен. Свойства тяготения как-то удалось объяснить и без его помощи.
Теория относительности сыграла ключевую роль в развитии астрономии. Именно благодаря ей во второй половине XX века ученым удалось обнаружить объекты с достаточно сильным гравитационным полем — квазары, нейтронные звезды, пульсары…
Однако сейчас, похоже, и сама теория относительности ставится под сомнение. Так, согласно некоторым выводам из нее получается, что во Вселенной должны существовать некие гравитационные поля и волны. Однако все попытки обнаружить эти волны экспериментально пока заканчиваются неудачей.
Несколько лет назад физик Райли Ньюмен из Калифорнийского университета пытался измерить гравитационное взаимодействие между стальной трубой и медным стержнем, подвешенным на пластиковом тросе в вакуумной камере. По идее, стальная труба воздействует на медный стержень, вызывая еле заметное скручивание пластикового троса. Измеряя это скручивание, Ньюмен надеялся оценить величину гравитационного взаимодействия.
Однако самописец сначала чертил горизонтальную линию, но примерно через час линия пошла круто вверх и снова опустилась к горизонтальному положению. «Это произошло глубокой ночью, — размышлял ученый, — и никак не могло быть объяснено влиянием стальной трубы».
Студенты, участвовавшие в эксперименте, проверили все возможные источники гравитационного воздействия, но ничего странного не обнаружили. А через какое-то время эффект повторился. И тут кто-то случайно обратил внимание, что как раз в это время (около трех часов утра) запускаются поливальные автоматы на лужайке перед зданием лаборатории. Текущая вода и создавала паразитные поля вокруг установки. Однако далеко не все исследователи согласны с таким примитивным объяснением. Некоторые полагают, что экспериментаторам все-таки удалось зафиксировать гравитационную волну. Споры продолжаются, и точку в них должны поставить последующие эксперименты.
Тем временем Моти Милгром, физик из Вейцманского института наук в г. Реховоте (Израиль), подошел к той же проблеме с другой стороны. Он заявил, что необходимость в гипотезе существования темной материи отпадет, если немного «подправить» сам закон всемирного тяготения. «А что, если известные нам законы гравитации не применимы к межгалактическим масштабам? — пишет он. — В конце концов, законы Ньютона проверялись лишь 300 лет в пределах Солнечной системы, между тем как типичный период вращения галактик занимает время от момента исчезновения динозавров до наших дней и масштабы воздействия там совсем иные!»
Рассуждения Милгрома поддерживают и некоторые другие исследователи. «Ньютоновское представление о гравитации нуждается в определенной корректировке, — говорит бывший почитатель идеи темной материи доктор МакГауф из Кембриджского университета в Англии. — На Земле ускорение свободного падения любого тела, как известно, равно 9,8 м/с>2. А вот наше Солнце и все другие звезды нашей галактики «падают» к ее центру с неизмеримо меньшим ускорением — притяжение центра нашей Галактики слабее земного в десять миллиардов раз!»
Милгром и его последователи уверены, что для таких слабых взаимодействий ньютоновские законы должны быть изменены. По их мнению, при столь малых ускорениях сила гравитации уже будет не прямо пропорциональной ускорению, как утверждает Ньютон, а квадрату этой величины. При таком допущении появляется возможность объяснить и предсказать движение галактик без привлечения ссылок на темную материю.
Впрочем, какая именно концепция строения Вселенной — с темной материей или без нее — окажется справедливой, должно показать будущее. Рассуждения теоретиков должны подтвердить экспериментаторы, которые ищут способы подтвердить (или опровергнуть) наличие темной материи на практике.
