Время - Назад XX век: Хроника необъяснимого

Энергия вещества слагается из энергии, связанной с массой составляющих его частиц (вспомним известную формулу Эйнштейна: энергия равна массе, помноженной на квадрат скорости света), и энергии давления и натяжении, связанной с внутренними взаимодействиями. В одних случаях скажем, в баллоне сжатого газа — она положительна, в других — например, в ядре атома железа — отрицательна; как известно, для расщепления ядра на части необходимо совершить определенную работу. Однако во всех обычных веществах — твердых, жидких, газообразных — энергия, связанная с массой, больше энергии взаимодействий, и суммарная энергия вещества всегда положительна. В экзотическом же веществе, которое нужно для сооружения "кротовых нор", первое место занимает отрицательная энергия внутренних натяжений.

Средневековые алхимики искали философский камень, цари в русских народных сказках посылают своих слуг искать живую воду, чудо-кольчугу, волшебный меч… Но это все детские забавы по сравнению с задачей найти материал для "кротовых нор".

Еще совсем недавно физики были убеждены в том, что подобных веществ просто не бывает. И это, по видимому, так, если оставаться в рамках классической, неквантовой физики. Однако в области квантовых явлений ситуация иная. Благодаря всплескам спонтанных полей, рождению пар частиц и античастиц на очень короткое время энергия может стать несколько большей или меньшей ее среднею, классического значения, если последнее близко к нулю, полная энергия может стать отрицательной. Даже в вакууме, который обычно, как само собой разумеющееся, принимается за нулевой уровень энергии, есть области с положительной и области с отрицательной энер1иеи. Нуль получается лишь в среднем.

Конечно, все эти флуктуации происходят на уровне микроскопических, ультра-малых масштабов, а для построения "кротовых нор" нужны большие, скорее всего даже очень большие, космические количества вещества с отрицательной энергией. Однако в определенных условиях квантовое снижение энергии может захватывать огромные области. Например, в вакууме между двумя металлическими пластинками не могут рождаться кванты электромагнитного поля, длина волн которых превышает расстояние, разделяющее эти пластины. Образно говоря, для них там просто нет места — между пластинами умещается лишь часть волны. Значит, по сравнению с обычным состоянием вакуума, в пустом пространстве между металлическими пластинами меньше квантов и, следовательно, энергия вакуума там тоже занижена, то есть имеет отрицательное значение и может скомпенсировать часть гравитационной энергии.

Таким образом, в качестве строительного материала космические зодчие могут использовать пустоту — вакуум! Скажем прямо: вывод парадоксальный.

Расчеты Торна и его коллег показали, что если каждый из двух концов «норы» окружить шарообразной металлической оболочкой, то соответствующее снижение энергии вакуума внутри канала вполне достаточно для того, чтобы удержать его от «схлопывания» и сделать проходимым для путешественников.

Так была решена, казалось бы, совершенно безнадежная задача. Опубликование в одном из ведущих научных журналов выводов американских физиков поразило даже видавших виды теоретиков. Не зря говорят, что современная наука фантастичнее любой научно-фантастической книги.

Конечно, проблемы этим не исчерпаны. Нужно еще придумать сам способ построения "кротовой норы". Может, для этого придется воспользоваться гравитационным коллапсом массивного тела, так как это имеет место при образовании канала "черной дыры", прикрывая образующиеся в пространстве вмятины-воронки металлическими заглушками, которые предохранят от полного «схлопывания». А может быть, космические инженеры изобретут какие-то новые подходы…

Путешествие в прошлое

Размышляя над свойствами "кротовых нор" и приключениями героев романа Сагана, Торн и его коллеги придумали простую конструкцию машины времени (если только слово «простая» применимо к космическим сооружениям), позволяющую путешествовать в любых направлениях во времени — в будущее, в прошлое, куда угодно.

Поскольку лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, представим себе, что мы отправляемся в путешествие с помощью одной из таких машин. Это поможет нам нагляднее понять принцип ее действия.

Машина соединяет "кротовой норой" два космических вокзала — Альфа и Бета, расположенных где-то между Землей и Марсом на сравнительно близком расстоянии друг от друга. Скажем, на расстоянии, которое можно за пару часов преодолеть на обычной ракете, а если воспользоваться "кротовым тоннелем", то из Альфы в Бету можно спокойно попасть за одну-две минуты. В космических масштабах экономия времени не так уж велика, но не в ней дело. Машина Торна предназначена для путешествий во времени, а не в пространстве, и в этом ее отличие от открытой героями романа Сагана транспортной системы Космических Предтечей.