Знание-сила, 2005 № 01 (931) - [4]
Большая часть этих запасов находится у нас, в России. В нашей стране уже создана дорогостоящая инфраструктура газовой добычи, проложена сеть газопроводов. Природному газу принадлежит будущее. Но это уже сюжет для другой рождественской сказки.
Владилен Барашенков,
Михаил Юрьев
Тепло из холода
Обычно мы имеем дело с процессами, в которых тепло перетекает от горячего тела к холодному. Однако формулы термодинамики убеждают нас в том, что возможны явления, при которых тепло течет в обратном направлении, — когда оно, образно говоря, извлекается из холода.
Используя такие явления, наши дома можно обогревать за счет охлаждения наружного воздуха. С первого взгляда это кажется просто невероятным! Правда, чтобы привести в действие такие «высасывающие тепло» устройства, нужно затратить некоторое количество энергии. Тем не менее с учетом тепла, выделяющегося при выполнении этой работы, энергетический баланс оказывается положительным.
Если это так, то, казалось бы, перед нами открываются фантастические перспективы — к нашим услугам практически неисчерпаемый океан экологически чистой энергии земной атмосферы, а если заглянуть чуть дальше, то и безбрежного космоса с размазанным там остаточным теплом первичного взрыва. В последние годы появилось немало книг и статей, пропагандирующих такую технологию. Почему же тогда мы медлим и не строим батареи тепловых насосов? Виновата наша инертность, как говорится, руки не доходят — или туг есть какие-то подводные камни?
Вопрос о направлении тепловых потоков важен не только с практической точки зрения. Он связан с прогнозами дальнейшей эволюции Вселенной, когда будут исчерпаны, превратившись в тепло, все источники энергии и, если верить космологическим предсказаниям, безгранично расширяющийся Мир перейдет в состояние теплового покоя вблизи абсолютного нуля температур. Философы утверждают, что ни один процесс, ни одно состояние не могут быть вечными и в силу каких-то, возможно, не вполне ясных нам сегодня причин непременно сменятся качественно иными.
Трудно сказать, что это будет. Может, произойдет скачок на энергетически более низкий уровень вакуума, как уже не раз было в истории нашей Вселенной, и Мир в очередной раз разогреется... Или станут важными квантовые процессы обмена энергией с соседними вселенными, у которых иной тепловой уровень... А нельзя ли с помощью тепловых насосов, по крайней мере в какой-то ограниченной области, повернуть вспять эволюцию Вселенной, осуществив, пока она еще далека от нулевой температуры, вечный круговорот тепла и энергии?
О том, что энергия не возникает «из ничего», не может исчезнуть без следа и лишь «переливается» из одной формы в другую, сегодня знает каждый школьник. В вечный двигатель, который работал бы «сам по себе», без притока энергии, мало кто верит. Тем не менее всегда находятся энтузиасты, уверенные в том, что наши знания не полны и может найтись область, где «все не так». Нужно сказать, что наука многим обязана энтузиастам-дилетантам. Ими были открыты новые кометы, юрист Ферма сформулировал теорему, над доказательством которой несколько столетий бились самые выдающиеся математики, а солдат из далекого дальневосточного гарнизона первым придумал способ удержания плазмы в термоядерных устройствах.
Плохо другое — когда не считаются с законами там, где они хорошо проверены. Например, один наш упорный многолетний корреспондент, гордо называющий себя экспертом по вечным двигателям, раз за разом присылает проекты устройств, противоречащие элементарным законам механики, и жалуется во все мыслимые инстанции на то, что его не хотят понять[>1 Покойный академик В.А. Фок рассказывал. что однажды ему пришлось обращаться даже к адмиралу, чтобы избавиться от комиссий, проверявших жалобы чрезмерно настойчивого моряка-энтузиаста!].
Конечно, абсолютных законов, верных всегда и повсюду, не существует. Природа слишком сложна и многогранна, чтобы ко всем явлениям, в том числе и к тем, которые только еще предстоит открыть, были бы заведомо применимы известные нам понятия и законы. Это относится и к закону сохранения энергии. Так, микрочастицы могут испускать частички материи, которые тяжелее их самих, — явление, казалось бы, несовместимое со здравым смыслом и заведомо невозможное в рамках классической ньютоновской физики. Но это становится возможным за пределами классической физики на очень короткое время, такое короткое, что, не успев отойти на сколь-нибудь значительное расстояние, они поглощаются обратно. Ньютон и Ломоносов, возможно, сказали бы, что на малых расстояниях царит энергетический хаос. В глубинах микромира могут стать неверными многие представления, кажущиеся нам сегодня очевидными.
Еще одна область, где может быть неверным закон сохранения энергии, это — сильные гравитационные поля. Если верить Общей теории относительности Эйнштейна, то понятия энергии там просто не существует, поэтому и о законе ее сохранения там говорить не имеет смысла. Можно, конечно, сомневаться в справедливости самой этой теории, но это уже другой вопрос[>2 См. об этом статью одного из авторов в январском номере «ЗС» за 2003 год.].
