Заводная ракета

— Фух. — Ялда изобразила у себя на груди копию диаграммы Корнелио и выполнила заключительную стадию расчетов. — Получается, что в нашем простейшем примере температура… пропорциональна кинетической энергии! Столько трудов, и все ради того, чтобы вернуться к наивному представлению об их равнозначности.

Корнелио удержался от дальнейших замечаний в ее адрес.

— Разумеется, настоящее определение не противоречит всему, что ты знаешь — в случае идеального газа, с точки зрения старой физики. Но если ты по-прежнему цепляешься за идею эквивалентности температуры и энергии, то посмотри, какие выводы мы сделали, исходя из твоей собственной работы.

Ялда пристально посмотрела на его кожу, покрытую тонкими выпуклыми линиями, и ощутила справедливый стыд. Поначалу ей казалось, что ее просто дурачат, но когда она попыталась воспроизвести шаги, которые он описал для простейшего случая, во всей этой странной конструкции появилась какая-то пугающая неизбежность.

Истинная энергия и импульс были связаны посредством окружности, и переходили друг в друга в результате поворота осей. По мере того, как импульс частицы возрастал от нуля, ее истинная энергия начинала падать, и поначалу поведение частицы почти не отличалось от более ранних расчетов — разве что график был нарисован вверх ногами.

Однако импульс частицы не может безгранично возрастать по мере ее ускорения. С приближением импульса к своему максимальному значению оболочки в импульсном пространстве не только замедляли свой рост, но еще и становились тоньше. На отметке около 2/3 максимальной энергии оболочки достигали наибольшего объема — после этого их объем начинал снижаться.

В этот момент зависимость между количеством возможностей, доступных этой частице, и изменением энергии менялась на противоположную. Медленная частица могла расширить свои возможности за счет небольшого ускорения… в то время как частица, обладающая достаточно большой скоростью, от дальнейшего разгона свои возможности, наоборот, теряла. Из-за ограниченной величины импульса наверху становилось тесно.

Точно такой же закономерности подчинялась и температура, которая меняла знак при достижении пикового объема сферической оболочки. И несмотря на то, что отрицательные температуры сами по себе могли быть результатом какого-то специфического выбора единиц измерения, диаграмма Корнелио ясно давала понять, что и положительные, и отрицательные температуры были вполне реальным явлением. Их наименования всегда можно было поменять местами, подправив соответствующие определения, однако грань, отделяющую минус от плюса, устранить было нельзя.

— Если все в этой комнате имеет отрицательную температуру, где нам тогда искать положительную? — спросила Ялда.

— На поверхности Солнца, — ответил Корнелио. — И у нас — в горящих минералах.

— Понятно. — Так как горящий минерал нагревал окружающие частицы, увеличивая их кинетическую энергию, движение истинной энергии будет направлено в противоположную сторону, к пламени. Есть ли в этом смысл? Корнелио предупредил ее, что более горячее тело будет передавать свою энергию более холодному только в том случае, если знаки обеих температур совпадают.

Впрочем, случай со смешанными знаками оказался не таким уж сложным для понимания. Система, обладающая положительной температурой, расширяет диапазон своих возможностей, приобретая энергию. А система с отрицательной температурой, наоборот, приобретает новые возможности за счет энергетических потерь. Если соединить их вместе, то никакого хитрого компромисса и не потребуется — каждый просто получает то, чего хочет. Обе системы могут увеличить свой объем в импульсном пространстве за счет одного и того же акта энергетического обмена.

Иными словами, любая система, обладающая отрицательной температурой, будет передавать свою истинную энергию любой системе с положительной температурой. Вот почему Корнелио посчитал нелишним заметить, что обычные тела «горячее бесконечности»; какой бы высокой ни была положительная температура пылающего солярита, прохладный ветерок, будучи «горячее бесконечности», всегда мог передать ему еще больше истинной энергии.

— Но откуда нам знать наверняка, что тело обладает именно положительной температурой, а не просто огромной отрицательной? — спросила Ялда. — Как нам отличить положительно горячее от «горячего» в общепринятом смысле?

— Свет, — ответил Корнелио. — Когда система свободно создает свет — не в ходе упорядоченного процесса, как это делают растения, а в хаосе горящего пламени, ее истинная энергия превращается в нечто новое, ранее не существовавшее, а это, в свою очередь, расширяет спектр ее возможностей. Это по сути и есть определение положительной температуры.

— Получается, что как только обычная система с отрицательной температурой начинает создавать свет, — предположила Ялда, — ее температура непременно поменяет знак? И по дороге перешагнет через бесконечность?

— Именно, — подтвердил Корнелио. — Стоит ей начать производить свет, и она будет потеряна для обычного мира.