Занимательно об энергетике

Предвидение физика-теоретика несколько лет назад подтвердили сотрудники Государственного астрономического института имени Штернберга и Института прикладной математики Академии наук СССР. «Черные дыры» обнаружили в созвездии Лебедя, где много двойных звезд: Лебедь Х-1, Лебедь Х-2 и другие. Ряд примет неопровержимо свидетельствует: «черные дыры» наконец-то открыты! Но вот что удивительно: хотя «черные дыры» обнаружены в космосе дальнем, куда добраться нелегко, уже делаются попытки (правда, пока мысленные) использовать их как источник энергии!

В конце 1972 года в солидных научных журналах замелькали странные заголовки статей: «Опускание массы в гравитационную яму»... «К опусканию веревки в «черную дыру»...

Почти одновременно английский математик Р. Пенроуз и американский физик Дж. Бекенштейн высказали простую идею. Если со звездолета (он облетает «черную дыру» по достаточно удаленной, а потому и безопасной орбите) бросить в направлении «черной дыры» камень, то под действием могучего притяжения камень будет падать все быстрее и быстрее, пока при скорости, близкой к световой, не исчезнет в «дыре».

Осталось немного. Привязываем к камню конец веревки, намотанной на вал динамомашины, и вот при падении камня начнет вырабатываться совершенно бесплатная электроэнергия.

Прием, предложенный теоретиками для понимания физического явления, так называемый «мысленный эксперимент» ненов. Еще в прошлом веке великий Максвелл, чтобы изучить законы термодинамики, придумал маленького чертика («демон Максвелла»), который мог бы сортировать отдельные молекулы и атомы. Но энергетика — это не шутки! Больной вопрос человечества! Неожиданный кульбит теоретиков подвергся вдруг серьезной разработке учеными с более практической жилкой.

Вскоре появляется статья профессора Ванкуверского (Канада) университета Дж. Шелтона. Он занялся подсчетом той энергии, которую можно было бы получить, опуская камень в «черную дыру».

Результаты были ободряющими: выделится, оказывается, вся (100 процентов!) энергия, заключенная в массе бросаемого в «черную дыру» груза. Как если бы произошла полная аннигиляция его массы!

Шелтона вскоре поправили люди с более развитым, чем у профессора, инженерным чутьем. Г. Гиббоне из Кембриджа (Англия), рассуждая как практик, показал: во-первых, часть выделяющейся энергии (37 процентов) потратится на натяжение веревки, а во-вторых, по мере опускания груза, притяжение «черной дыры» будет возрастать. Поэтому, как бы прочна веревка ни была, рано или поздно она оборвется. Даже самые прочные тросы из стальной рояльной проволоки. И поэтому выделяемая энергия (расчеты Гиббонса) должна быть в тысячу миллиардов раз меньше, чем вычислил Шелтон. Но ведь эта малая доля берется от гигантской величины! Для землян и она представляла бы существенный интерес.

Тема «энергетика и «черные дыры» на этом, однако, не закончилась. Правда, продолжалась она уже в иной плоскости. Дело в том, что согласно одной из космогонических гипотез наша вселенная, возможно, порождена «черной дырой», взорвавшейся по неизвестным причинам 10—12 миллиардов лет назад. Звезды и галактики, образовавшиеся в результате этого катаклизма, до сих пор разбегаются от эпицентра взрыва. Раз так, то вполне вероятно, что какие-то осколки этой первоначальной «Черной Дыры» остались в сверхсжатом состоянии — этакие малюсенькие «черные дырочки»! — и разлетаются вместе с обычным веществом.

Подсчитана даже плотность, с которой эти остаточные «черные дыры» распределены в пространстве — одна «черная дыра» на куб со стороной в 1000 километров. В объеме земного шара может находиться несколько сот «черных дыр». Маленькие «черные дыры» способны затеряться где угодно — в земле, в воздухе, в океанах. Если все это действительно так и человек вдруг обнаружит «черные дыры» не в космосе, а у себя на Земле, то могут возникнуть уже вполне утилитарные вопросы: как использовать ту колоссальную энергию, которая сосредоточена в «черных дырах», как ее оттуда извлечь, и так далее...

Вероятные невероятности

Каменный век, бронзовый, железный — они длились тысячелетия. Век пара, кончающийся век двигателей внутреннего сгорания — тут дело пошло уже быстрее! А в последние десятилетия и вообще наблюдается какая-то чехарда из эпох: век электричества, век радио, пластмасс, кибернетики, генной инженерии...

Нет ничего удивительного, если в этой сумятице вскоре наступит век мезонов, век нейтрино, гравитонов, кварков, глюонов... Сейчас основной носитель энергии — электроны, завтра может быть водород, а что потом?

Все говорит за то, что мы, несомненно, находимся в начале новой эры, эры тончайшей техники, в которой человек будет манипулировать все более мелкими единицами, вплоть до атомных и субатомных размеров.

Такая техника еще находится в колыбели. Но несомненно, что физика высоких энергий (помянем добрым словом ускорители!), изучая крохотные расстояния и мельчайшие интервалы времени, будет источником новых идей и новых руководящих принципов, и они дадут совершенно новую технологию.

Только один пример.