Общая теория относительности позволила объяснить неправильность в движении перигелия Меркурия, найти причину появления тех 42-х лишних угловых секунд смещения, которые так долго смущали астрономов.
Ну, а можно ли объяснить чисто физически, почему тела притягиваются друг к другу, объяснить самый механизм их притяжения? Ведь, зная этот механизм, можно будет найти способы управления им — осуществить изобретение Зефирена Ксирдаля, о сущности которого так туманно рассказывает Жюль Верн.
Нам кажется, что в настоящее время, когда довольно подробно разработаны квантовые теории света и электромагнитного поля, а результаты теоретических вычислений подтвердились опытом, можно предпринять попытку создать квантовую теорию поля тяготения. Можно сделать предположение о существовании элементарных частиц, «порций» тяготения, так называемых гравитонов, самопроизвольно испускаемых всеми телами. При этом следует предположить, что, во-первых, интенсивность излучения гравитонов телом прямо пропорциональна его массе, так же как интенсивность излучения квантов света, или, проще, светимость раскаленного тела, тем больше, чем выше его температура; что, во-вторых, интенсивность излучения гравитонов телом пропорциональна ускорению, вызываемому действием другого тела; и что, в-третьих, интенсивность испускания гравитонов каждой единицей массы зависит от напряженности внешнего поля тяготения, так же как скорость истечения продуктов горения в среду зависит от давления газов в этой среде.
Представим себе такую гидродинамическую модель: две трубки, открытые с обоих концов, установлены так, что отверстия их находятся на некотором расстоянии друг от друга. В обеих трубках горит взрывчатое вещество, и газы горения устремляются в оба отверстия обеих трубок.
На первый взгляд кажется, что трубки будут отталкиваться друг от друга струями газов. Однако происходит обратное: трубки сближаются. Дело в том, что между ними возникает область повышенного давления, истечение в нее уменьшается, и реактивная сила струй, вырывающихся в противоположные отверстия, сближает трубки.
Теперь представим себе два тела, излучающие во все стороны гравитоны. Напряженность гравитационного поля между этими телами будет, конечно, больше, чем по сторонам, и излучение гравитонов из обоих тел в сторону этого наиболее напряженного поля будет меньше, чем в другие стороны. Реактивное действие гравитонов, выбрасываемых в противоположных направлениях, и толкает, притягивает тела друг к другу.
Но на сближавшиеся в пашем опыте трубки, помимо реактивных сил, действовала расталкивающая их сила повышенного давления между сближавшимися отверстиями трубок. Такая же сила отталкивания существует и в случае притяжения двух тел друг к другу, но только эта сила, как показывают расчеты, неизмеримо меньше сил притяжения. Однако если представить себе вещество очень большой, не существующей в природе плотности порядка 1019 г/см3 (то есть 10 миллиардов тонн в кубическом сантиметре), то напряженность и давление гравитационного поля вокруг таких тел будут столь велики, что силы отталкивания станут соизмеримы с силами притяжения. А вещество большей плотности представить себе уже невозможно: оно будет само рассыпаться, и куски его будут не притягиваться, а отталкиваться друг от друга.
Поскольку поле тяготения обладает энергией, а значит, и массой, тела, испуская гравитоны, теряют массу и энергию. В свою очередь можно полагать, что два гравитона, сталкиваясь, могут образовать пару частиц, например, электрон и позитрон. Однако для того, чтобы два гравитона породили при столкновении две частицы или, наоборот, чтобы при взаимодействии частиц увеличилось число гравитонов, необходимы огромные начальные энергии, недостижимые даже в космических лучах. Если обычная ядерная энергия дает на 1 грамм вещества около 1021 эргов, то для получения искусственных гравитонов необходимо добиться несравненно большей энергии. Этого можно достичь, только разогнав тот же самый грамм вещества до скорости, почти не отличающейся от скорости света, что в настоящее время в земных условиях невозможно.
Однако эта концепция, по-видимому, может дать ответ на вопрос, почему сила тяжести убывает с расстоянием быстрее, чем обратно пропорционально квадрату расстояния, — гравитоны «по пути» превращаются в другие элементарные частицы. Этим, видимо, и может объясняться знаменитый, причинивший столько неприятностей ученым парадокс Зеелигера.
Гидродинамическая теория тяготения не стремится заменить собой теорию гравитационного поля Эйнштейна, на которую она в ряде случаев опирается. Но она позволяет более отчетливо представить природу тяготения. Формулы и выводы, получаемые на основании этой теории, еще точнее определяют действительную картину мира, чем формулы и выводы теории поля Эйнштейна. Они, в частности, учитывают силы отталкивания между телами, чего не дают формулы Эйнштейна.
Физика в наше время развивается с поистине фантастической скоростью. Бесспорно, самые ближайшие годы принесут нам новые сведения о природе всемирного тяготения, о природе гравитона — элементарной частицы поля тяготения, подобно тому, как фотон является элементарной частицей луча света.
И тогда, может быть, настанет время, когда человек сможет управлять полем тяготения, сможет создать невесомые летательные аппараты, будет направлять по своему желанию бег небесных тел.
Примечания
1
См. А.А.Гранина, Сибирь в романе Ж.Верна, 'Новая Сибирь', Альманах, кн. 33. Иркутск, 1955, стр. 289–301.
2
«Кропоткин, — писал Э. Реклю в предисловии к шестому тому своей «Всеобщей географии», — может по праву приписывать себе многие страницы этой книги. Воскресив для меня воспоминания о своих геологических исследованиях в Восточной Сибири и в Маньчжурии, он сообщил мне свои заметки и наблюдения и указал мне, что он мог сделать лучше, чем кто бы то ни было, относительное достоинство статей и мемуаров, помещенных в русских научных изданиях».
3
