Знание-сила, 1997 № 04 (838)

Может, утверждение физиков о том, что ни одно тело не может двигаться быстрее света, тоже всего лишь приближенная истина? Скорость в 300 тысяч километров в секунду — тройка с пятью нулями — оказывается почему-то максимальной. Почему именно 300, а не 250 или 570 — этого никто не знает. Просто такую величину дает нам опыт, ее Же расчет и обоснование — дело будущей теории.

Вполне возможно, что существуют миры, где свет распространяется с иной скоростью, однако в нашем мире его скорость — мировая константа, ни от чего не зависящая и ни при каких условиях не изменяющаяся величина. Это — твердо установленный факт в том смысле, что ни один опыт до сих пор не обнаружил тел, движущихся быстрее Более того, теория относительности — результат обобщения огромного экспериментального материала — доказывает, что это в принципе невозможно. Ни одно тело нельзя разогнать до скорости, превосходящей световую. Этому мешает зависимость массы тела от его скорости — чем она больше, тем тело массивнее. (Если бы продавцы на рынке умели взвешивать движущиеся огурцы, те всякий раз были бы массивнее неподвижно лежащих на прилавке! Чуть-чуть, но массивнее.) На световом пороге, когда скорость тела почти точно равна световой, его масса бесконечно велика — тело становится неподъемным, и нет силы, которая могла бы вытолкнуть его в сверхсветовую область. «Световой барьер» крепче всякой стальной стенки защищает ее от коллизий нашего досветового мира.

В своих опытах физики разгоняют частички вещества до скоростей, всего лишь на доли процента меньше световой, их масса возрастает в сотни тысяч раз, но во всех случаях эксперимент точно согласуется с формулами теории относительности — никаких отклонений!

Казалось бы, вопрос исчерпан и разговоры о движениях быстрее света — удел писателей-фантастов. И тем не менее, поскольку выводы теории относительности нельзя считать абсолютной истиной, тем более после сообщений о сверхсветовых радиоволнах и «обгоняющем самого себя» свете, можно думать, что все же существуют какие-то лазейки в сверхсветовой мир. Может, какие-то обходные пути... Или сообщения физиков о «проколе» светового барьера и вправду — просто ошибка?

Недавно я побывал на семинаре по сверхсветовым явлениям. Дискуссия была такой жаркой, что некоторые ее участники громко хлопали дверью:

— Чепуха, путаница! Не имеет смысла тратить время на обсуждение явной бредятины! (Нужно сказать, что физики на своих семинарах не очень стесняются в выражениях.)

Другие участники семинара охрипшими голосами доказывали, что до сих пор мы всегда имели дело с явлениями в центре областей применимости релятивистской и квантовой физики, где все легко и просто объяснялось, и вот теперь мы впервые приблизились к их границам. Гут сами вопросы становятся противоречивыми, а возможное и невозможное тесно переплетаются.

Клубок сомнений и надежд

Хотя по мере приближения к световому порогу масса тела резко возрастает — это твердо установленный факт,— но вот что происходит на самом пороге и в узкой его окрестности, это пока неизвестно. Утверждение о бесконечной массе — не совсем строгий прогноз. Вокруг массивных тел увеличивается поле тяготения — их гравитация, которая искривляет, скручивает пространство, изменяет ритм времени, и формулы теории относительности, не принимающие во внимание этих эффектов, становятся неточными — в них нужно ввести какие-то поправки. Вот тут-то, предполагают некоторые физики, и открывается лазейка в «световом заборе». Во всяком случае, есть надежда на то, что такая лазейка существует.

Надежда эта основана на том, что теория тяготения (так называемая общая теория относительности) изучена еще весьма плохо — только при сравнительно слабых гравитационных полях. А вблизи тел огромной массы нас могут ожидать сюрпризы. Расчеты показывают, что пространство и время там как бы меняются ролями — пространство приобретает свойства времени, а время в чем-то становится похожим на пространство. При этом становится непонятным, как вычислять энергию, массу и даже саму скорость — в современной теории для этого просто нет необходимых формул, а те, которые имеются, дают противоречивые результаты. Создается впечатление, что этих физических величин, а вместе с тем, возможно, и непреодолимо высокого светового барьера уже просто не существует. Гам какая-то другая физика и другие ограничения.

Сегодня известно несколько конкурирующих между собой вариантов теории тяготения, по-разному трактующих эти вопросы. К тому же следует учесть, что в микроскопически узкой окрестности светового барьера в игру вступают волновые, квантовые эффекты. Пространственные положения частиц становятся размытыми и те приобретают способность просачиваться сквозь твердые стенки. (Об этой их удивительной способности мы еще поговорим далее.) Вот она как раз и может создать туннель в сверхсветовой мир. Допустимо сказать, что в силу волновых свойств тело «прокалывает» бесконечно высокий энергетический барьер. «Не перелетает» и «не перешагивает» через него, а именно прокалывает.