Знание-сила, 2006 № 12 (954)

Однако такой двигатель обойдется очень дорого. Для его создания нужен диковинный материал с отрицательной массой и отрицательной плотностью энергии. Подобное вещество не притягивает к себе другие тела, а отталкивает их. "Яблоко, падающее в небо" — вот над чем пришлось бы поломать голову Ньютону, если бы он жил на планете, состоявшей из такого вот вещества.

Никто не знает, имеется ли где-нибудь во Вселенной подобное вещество и можно ли запастись им в достаточном количестве. Впрочем, в лабораторных условиях удавалось создать отрицательную плотность энергии. Для этого нужен был вакуум.

Как известно, идеальный вакуум — вовсе не похож на воплощенную пустоту. Он буквально пронизан жизнью, он бурлит. В нем рождаются и исчезают виртуальные частицы и античастицы. Это пустое пространство заполнено квантовыми флуктуациями (подробнее об этом смотрите "3-С", №5/2000).

Полвека назад нидерландские физики Хендрик Казимир, получивший позднее Нобелевскую премию, и Дик Полдер предположили, что между двумя металлическими пластинами, расположенными на небольшом расстоянии параллельно друг другу, возникает отрицательное давление, поскольку между пластинами заметно меньше квантовых флуктуаций, чем снаружи. Пластины прижимаются друг к другу. Эту догадку подтвердил опыт, поставленный в конце XX века в Лос-Аламосской лаборатории.

Отрицательная энергия появляется и в окрестностях черной дыры из- за резкого искривления пространства-времени. При медленном испарении — за счет излучения Хоукинга — черная дыра успевает подпитаться отрицательной энергией. С помощью этой энергии можно совершать путешествия во времени, а также путешествия в пространстве фактически со сверхсветовой скоростью, в кратчайший срок переносясь на несколько световых лет вперед, например, к Сириусу.

Однако та же квантовая теория, что предсказывает появление в вакууме флуктуаций, а значит, и отрицательной энергии, ограничивает возможность ее применения. Этой энергией — "топливом" сверхсветовых странствий — не очень-то разживешься. Чем ее больше, тем она не стабильнее. Нельзя накопить много отрицательной энергии — ваши сбережения мигом пойдут прахом.

Американские физики Лоуренс Форд и Томас Роман из Университета Тафта, описывая отрицательную энергию, поневоле прибегли к экономическим терминам. "Подобно тому как долги — это отрицательные деньги, которые рано или поздно надо выплачивать, так и отрицательная энергия — это по своей сути дефицит энергии. А, как известно, чем больше ссуда, тем быстрее ее полагается вернуть. Природа — безжалостный банкир и всегда возвращает выданные кредиты в срок, ну а по квантовым долгам с ней приходится расплачиваться даже с процентами".

Итак, запастись отрицательной энергией будет весьма проблематично. А сколько вообще ее понадобится, раз мы приготовились путешествовать по недоступным глубинам Вселенной?

В космосе грядет энергетический кризис?

Лоуренс Форд в сотрудничестве с Мичеллом Пфенингом из Университета Тафта подсчитал грядущую потребность в отрицательной энергии, и его расчеты не могли обрадовать никого из поклонников "сайенс- фикшн". "Для путешествия с искривлением пространства понадобится в 10 миллиардов раз больше энергии, чем содержит вся видимая Вселенная", — таков был баланс космической экспедиции, подведенный Пфенингом. И все это для того, чтобы изготовить оболочку из вещества с отрицательной массой — оболочку толщиной всего 10^-31 сантиметра. "Я не думаю, что кому-нибудь удастся с этим справиться", — признался Форд.

Окончателен ли этот приговор? Согласятся ли с ним те, чьей рукой до Сириуса подать? "Форд и Пфенинг в своих расчетах исходят из того, что пространство изначально не искривлено, однако мы пока еще слишком мало знаем о квантовой гравитации. Вероятно, она поможет путешествовать по космосу" (М. Алькубьерре).

Конечно, теория квантовой гравитации пока еще только создается (подробнее о ней смотрите Главную тему в "3-С", №11/2005), но это не мешает уже сейчас "подсчитывать барыши", которая она принесет. Так, в 2002 году физик Сергей Красников из Пулковской обсерватории вычислил, что при определенных условиях для корабля, оснащенного искривитедем пространства, понадобится всего 10 килограммов этого странного вещества.

Впрочем, проблем хватает и без того. В космическом пространстве царит отнюдь не идеальный вакуум. Страшно представить себе, что произойдет, если корабль на огромной скорости столкнется с какой-нибудь крупицей или даже пылинкой. Поэтому бельгийский физик Крис ван ден Брек, также увлеченный "игрой в космологический бисер", предложил, прежде чем отправлять кого-нибудь в полет, вторично искривить пространство. Однако для этого потребуется не так уж мало вещества с отрицательной массой — в несколько раз больше, чем весит Солнце.