На помощь приходят магниты
Пропуская по проводу, скрученному в катушку, электрический ток, можно создать внутри нее не только статическое однородное магнитное поле. Решение Леви-Чивиты показало, что в катушке возникает и гравитационное поле. Единственная проблема в том, что оно совершенно крошечное: для заметных гравитационных эффектов магнитное поле должно быть многократно сильнее, чем дают современные технологические возможности. Поэтому «магнитная гравитация» оставалась на уровне теоретических построении и гипотез.
Однако Макконе удалось заметить, что решения Леви-Чивиты, его «магнитная гравитация» имеют много общего с проходимыми туннелями Торна и Морриса- «То, что получил Леви-Чивита, это магнитный туннель»,— настаивает Макконе. Но любой созданный магнетизмом в лаборатории туннель обладает столь большими размерами, что лишь малая его часть помещается в ней. По расчетам Макконе, если туннель образовать магнитным полем в несколько тесла (уже сотни тысяч «земных» полей), то радиус искривления пространства будет раз в семьдесят больше расстояния от Земли до Сириуса — самой яркой звезды на небе (это около девяти световых лет). Чтобы создать кривизну в метр — тогда туннель полностью «влезет» в лабораторию,— необходимо поле в миллиарды миллиардов тесла.
Макконе отмечает, что на Земле нет таких полей, но на поверхности нейтронных звезд — очень плотных остатков от Сверхновых — поле может приближаться к миллиарду тесла, и там могут случайно возникать туннели. Если же мечтать о создании туннеля на Земле, то, по оценкам Макконе, надо изготовить трехкилометровый магнит!
Но как — в любом случае — обнаружить столь ничтожный гравитационный эффект? Итальянский теоретик уверен, что магнитная гравитация сможет влиять на световой пучок. «Проходя сквозь катушку, световой луч будет слегка замедлять свое движение, если там не вакуум, а появилось гравитационное поле».
На первом этапе Макконе хочет подтвердить, что есть собственно магнитная гравитация, а значит, существуют и «туннельные» решения уравнений Эйнштейна. Следующий шаг — доказать, что магнитное поле может «скрутить» пространство до туннеля,— гораздо более сложен, это основной аргумент противников Макконе. «Если Макконе считает, что это возможно, я буду лишь счастлив, когда его мечты осуществятся, но пока у меня есть серьезные сомнения»,— говорит Джон Крамер из Вашингтонского государственного университета.
Любители точности и знатоки архивов припоминают, что способ создания туннеля был предложен уже тридцать лет назад Робертом Герохом из Принстона. Он нашел механизм плавного искривления пространства в туннель, но плата оказалась слишком велика: теперь уже и само время искривлялось так сильно, что туннель действовал как машина времени, перенося предметы в прошлое, к моменту начала его создания. Сперва эта «машина времени» вызвала резкое неприятие у ученых, но при более близком рассмотрении оказалось, что она никак не противоречит обшей теории относительности. И сейчас, после работ Макконе, проблема вновь попала в фокус интересов физического сообщества.
Час от часу не легче...
Даже если вам посчастливилось создать туннель, предстоит его поддерживать в открытом состоянии. Пространство там скручено так неестественно, что оно схлопнется в мгновение ока, если не принимать специальных мер. Торн и Моррис еще в 1988 году писали, что для стабильности их проходимых туннелей необходима «экзотическая материя», которая будет поддерживать стену туннелей от схлопывания... отрицательной гравитацией.
Нет-нет, ученых не «вынесло» за пределы научной территории. Сама по себе отрицательная гравитация — вовсе не какой-то фантом. По общей теории относительности, в гравитацию тела вносят вклад два «участника». Первый — это плотность энергии, то есть количество энергии, содержащееся в единице объема. Она равна произведению плотности вещества на квадрат скорости света и всегда положительна. Второй определяется давлением со стороны окружающей материи, а вот оно уже может быть как положительным, так и отрицательным.
Обычно влияние этого давления пренебрежимо мало по сравнению с количеством энергии, заключенной в веществе. Но Торн и Моррис полагают, что есть вид материи со значительным отрицательным давлением. В нем должно существовать большое напряжение, как в струне- Отрицательное давление может быть так велико, что будет превышать плотность энергии вещества. А это способно изменить знак кривизны пространства и сделать гравитацию отталкивающей.
Конечно, сказанное звучит диковато, но многие относятся к такой необычной гравитации вполне благосклонно еще и потому, что ее существование может объяснить развитие Вселенной. В соответствии с инфляционным сценарием Большого взрыва Вселенная мгновенно раздувается, и причина этого раздувания во многом еще нс ясна. Так вот, сю может быть пресловутая отрицательная гравитация.
Инфляция, в свою очередь, может дать средство для поддержания открытыми микротуннелей, возникших в первые мгновения после Большого взрыва. А именно — породить петли космических струн, одномерных дефектов в пространстве-времени, в которых условия первых мгновений сохраняются с течением времени. Матт Виссер из университета в Сент-Луисе (США) считает, что естественные макроскопические туннели могут возникнуть из начальных квантовых микротуннелей, только если их стабильность будут поддерживать петли космических струн. А вот если пытаться создавать искусственные туннели в лаборатории, то, по его мнению, надо сперва отыскать или сотворить то самое экзотическое вещество, которое сможет поддерживать их открытыми. Проблема только в том, что никто не знает, как его создавать и есть ли оно где-либо во Вселенной.
