Изменения в значении альфы, правда, весьма незначительны, они отмечаются лишь в 8-м знаке после запятой. Однако для физиков главное — принцип. Кроме того, в некоторых случаях точность их расчетов достигает 15-го и даже 16-го знака.

Таким образом, сейчас скорость света вроде бы больше, чем в далеком прошлом. Хотя многие ученые считают, что на основании этих расчетов еще рано пересматривать основы физики, некоторые из них уже сейчас пытаются использовать полученные данные для объяснения парадоксов нашей Вселенной. Например, температура в огромных участках космоса приблизительно одинакова, что означает возможность обмена между ними энергией. При «небольшой» скорости света это маловероятно, а вот более высокая скорость позволяет уже реально произвести такой обмен.

Далее, некоторое время назад в мире было произведено два эксперимента, результаты которых указывают на возможность существования «сверхсветовых» скоростей.

В одном исследовании, проводимом в Италии, ученые распространяли электромагнитные волны с длиной волны от дециметров до миллиметров через воздух, отражая их последовательно от ряда зеркал. При этом в ряде случаев получалось, что волна на выходе оказывалась раньше, чем ей положено при скорости в 300 000 км/с.

В другом опыте, проведенном экспериментаторами Нью-Джерси, лазерный импульс, приближающийся к окну входа газонаполненной ячейки, вдруг оказывался на выходе еще до того, как входил в ячейку. Это уже не мгновенная телепортация, а даже нарушение закона причинности. И понадобилось немало труда, чтобы хоть как-то объяснить наблюдаемые феномены.

* * *

Вся хитрость состоит в том, что световой импульс в данном случае представляет собой суммарный ансамбль волн различной частоты, говорят теоретики. Поэтому следует различать разовую скорость отдельной волны-компоненты и так называемую групповую скорость импульса в целом. Когда такой ансамбль попадает в среду, где волны разной частоты преломляются по-разному, с ним могут происходить интересные превращения.

В частности, манипулируя отдельными компонентами светового импульса, его скорость можно замедлить. Именно такой эксперимент провели в 1999 году гарвардские физики, доведя скорость света всего лишь до 17 м/с. При желании можно и увеличить скорость светового импульса до, казалось бы, сверхсветовых величин.

При некоторых маневрах можно не только сохранить форму исходного импульса света, но и сместить его по времени таким образом, что, как говорят сами экспериментаторы, «казалось, пик импульса покидает оптическую ячейку до того, как в нее вошел».

Однако, как утверждает руководитель работ Л.Ванг, это «лишь разновидность логической ошибки». На самом деле, «полученная в эксперименте групповая скорость светового потока была отрицательна», то есть имела противоположное направление! Отсюда и ощущение, что импульс покинул камеру за одну 62-миллиардную долю секунды до входа в нее.

* * *

Более того, как считает, например, ведущий научный сотрудник ФИАНа профессор В.Быков, теория относительности запрещает не все сверхсветовые движения, а лишь те, в которых проявляются причинно-следственные связи. Например, если положение и скорость того или иного тела являются причиной его появления в другой точке. Такие движения тел, согласно теории относительности, невозможны со сверхсветовой скоростью. А к ним, кстати, относятся все процессы, связанные с переносом информации и энергии.

Но имеются и движения другого рода. Скажем, если вы пускаете с помощью зеркала солнечный «зайчик» по стене соседнего дома, то теория относительности не запрещает вам перемещать этот зайчик со сверхсветовой скоростью. Все, как говорится, в ваших руках. Другое дело, сможете ли вы физически перемещать зеркало так, чтобы зайчик метался по стене быстрее света.

Ну, а если говорить серьезно, то проявления подобных «зайчиковых» эффектов имеют место как в природе, так и в экспериментах физиков. Теория их изложена в работах В.Гинзбурга, Б.Болотовского и других теоретиков. Особенно ярко подобные эффекты проявляются в активных средах, где происходит усиление тех или иных свойств светового луча. В частности, подобные эффекты наблюдались несколько лет назад в экспериментах российских физиков.

* * *

Тем не менее, нашлись и исследователи, которые не верят в подобные объяснения. Они вновь вспоминают о тахионах — загадочных частицах, которым еще лет пятнадцать тому назад приписывалось умение двигаться со сверхсветовыми скоростями. Тогда вроде бы нашли ошибки в эксперименте, существование этих частиц оказалось под вопросом. Ну а что покажут дальнейшие исследования нынешнего феномена?..

Ведь если возможно движение со скоростью, большей чем с = 300 000 км/с, это даст не только возможность перемещаться по Вселенной с большими скоростями, чем позволяет теория относительности. Кроме всего прочего, сдвиг «светового барьера» вполне может означать, что в некоторых случаях возможно и обратное течение времени. То есть, говоря проще, опять-таки появляется принципиальная возможность осуществлять перемещения по времени не только из прошлого в настоящего, а из настоящее в будущее, но и в противоположном направлении.

В общем, последствия экспериментов могут оказаться столь серьезны, что многие физики убедительно призывают не торопиться с выводами, чтобы не перевернуть всю современную физику. Однако при этом не стоит забывать, что один такой переворот на памяти человечества уже был. А именно в начале прошлого века, сто лет назад, на смену классической физике Ньютона пришла квантовая механика, появление которой было спровоцировано работой Эйнштейна.

Так не стоим ли мы и в самом деле на пороге нового переворота?

В. ЗЕРНОВ, научный обозреватель «ЮТ»

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!

Что за «колеса» в океане?

Многие годы исследователи стараются разгадать механизмы возникновения тех или иных природных явлений. Однако не стоит думать, что раскрыты все тайны природы. Вот, например, какие интересные структуры, связывающие сушу, небо и океан, обнаружили недавно кандидат физико-математических наук В.А. Ранцев-Катин и его коллеги.

Юный техник, 2004 № 10 _15.jpg

Началось же все вот с чего. «На некоторых фотографиях морской поверхности нам удалось обнаружить в океанических волнах крупные каркасные структуры, — рассказывал мне Валентин Андреевич. — Они довольно прочны и могут простираться на 600 — 1000 км, несмотря на то что состоят в основном из тончайших нанотрубок»…

Такое наблюдение, конечно, удивило: как это в воде могут образовываться некие жесткие структуры? Да еще из неизвестно откуда там взявшихся нанотрубок…

Со временем все стало проясняться. Вспомните, вулканы при каждом извержении выкидывают в атмосферу огромное количество пыли. Так вот, среди обычных пылинок есть некоторое количество и особенных. Под микроскопом видно, что они представляют собой крошечные углеродные трубки. В лабораториях их получают путем взрыва или сжигания угольной или графитовой пыли в присутствии катализатора. А тут то же самое делает природа в жерле вулкана. Каждая из трубок имеет диаметр в считаные микроны и длину порядка 20–30 мкм. Тем не менее, при определенных условиях они могут образовывать довольно прочные цепочки и структуры. Дело в том, что вулканические извержения обычно происходят при возникновении в атмосфере грозовых разрядов. Это приводит к свариванию трубок в своего рода каркасы. К ним затем прилипают молекулы воды, и образуются огромные облака типа кучевых.

Со временем образовавшиеся облака теряют первоначально обретенный электрический заряд и постепенно опускаются на поверхность планеты. Существуют фотографии, на которых видно, как эти облака буквально лежат на поверхности земли, постепенно превращаясь в туман и истаивая. А если такое странное облако опускается на воду, то оно образует в Мировом океане некую каркасную структуру. Нанотрубки ведь полые. И далеко не все из них набирают внутрь воду, поскольку их концы довольно быстро закупоривают пробки из фитопланктона. Кроме того, поверхность этих структур все еще имеет остаточную поляризацию. А потому они начинают притягивать на свою поверхность газ, растворенный в воде. Тем самым они обретают дополнительную плавучесть. В итоге образуется структура, которая содержит в себе жесткие блоки, связанные между собой достаточно эластичными связями. При океанском волнении она все время перестраивается, пока, наконец, не получается нечто, похожее при взгляде сверху на гигантское тележное колесо с центральной ступицей и спицами, расходящимися к ободу. Вот эти-то «колеса» диаметром до 1000 км и видны иной раз с воздуха или даже из космоса.


Перейти на страницу:
Изменить размер шрифта: