Техника - молодёжи 1959-05, страница 16

наличие отклонения, вызванного обеими только что указанными причинами величиною около 2 угловых секуид. Тем самым факт искривления пространства, хотя и крайне незначительного, никак не сказывающегося в обыденной жизни и технике, был непреложно установлен.

Наличие кривизны пространства подтвердилось также наблюдениями над небольшим сдвигом спектральных линий к красному концу под влия-. нием поля тяготения (на спектрах сверхплотных белых карликов) и незначительным смещением перигелия Меркурия.

Обнаружение ничтожного по величине, но принципиально очень важного искривления пространства и вместе с тем — хоть и крайне малых — отклонений от закона тяготения Ньютона вызвало в свое время необычайное волнение в науке и в широких кругах общественности.

Можно ли сказать, что на подобном этапе (то есть после Ньютона, Лобачевского, Бо-льяи, Римана и Эйнштейна) завершилось изучение гравитации? Отнюдь нет. В этой области, как и во всех других, с полной силой сказалось предвидение Ленина о неисчерпаемости свойств материн.

Грандиозные открытия в области атома, атомного ядра и элементарных частиц, движения и взаимодействия которых подчиняются законам теории квантов и теории относительности, подвели нас вплотную к созданию объединенной квантовой картины мира.

Однако силы тяготения до самого последнего времени оставались в стороне, не играя практически никакой роли в строении атомов, ядер и, возможно, также и частиц.

Все же структура элементарных частиц далеко не объяснена, и не исключено, что для ее

объяснения придется привлечь в конце концов и гравитационные силы. По этой причине — а также многим другим — физики не могут согласиться, чтобы тяготение оставалось совершенно в стороне от других видов материи, несмотря на свой в некоторой степени «гео-метрнзированный» характер. Поэтому мы являемся в самые последние годы свидетелями усиленного пересмотра и детализации различных сторон классической эйнштейновской теории тяготения, попыток квантования (установления отдельных элементов) поля тяготения и включения его в общую систему путем отыскания еще более тесных связей с обычным веществом.

Не исключено, что увенчать окончательным успехом нынешний третий, квантовый этап теории тяготения удастся при помощи каких-то новых смелых идей и экспериментов лишь ученому масштаба Ньютона или Эйнштейна. Это, однако, вовсе не говорит за то, что рядовые работники физической науки не должны продолжать свой кропотливый анализ и тем самым приближать решение этой задачи.

Какие же проблемы стоят на данном этапе перед теорией гравитации?

На первом месте следует поставить проблему гравитационных волн. Еще Эйнштейн заметил, что для очень слабого гравитационного поля сложные нелинейные уравнения тяготения упрощаются и приобретают характер привычных волновых уравнений. Переводя на популярный язык, это означает, что слабое гравитационное поле распространяется в виде волны, притом со скоростью света.

Скорость распространения/ гравитационного поля в более общем случае исследовал советский механик Ф. И. Франкль.

Возникает вопрос об энергии, которую могут нести гравитационные волны, и потерях на гравитационное излучение, испускаемое при движении планетами и звездами. Оказывается, что излучение это совершенно ничтожно, даже в течение столетий. Оно неизмеримо меньше энергии, которую способно переносить столь распространенное и привычное электромагнитное излучение.

Интересно, что масса играет роль гравитационного «заряда». Подвергая гравитационные волны квантованию, можно сопоставить им кванты-«гравитоны», которые, как выяснилось, имеют собственный вращательный момент, или «спин», равный 2.

Тем самым гравитационное поле, хоть и слабое, становится в один ряд с другими полями и частицами. Ньютонова сила тяготения получила объяснение благодаря обмену гравитонами между двумя телами, подобно тому, как кулоновское взаимодействие между зарядами реализуется благодаря испусканию квантов электромагнитного поля одним и его поглощению другим зарядом

Согласно квантовой теории гравитоны должны ' иметь возможность превращаться в фотоны, электроны-позитроны и другие частицы. Обратно пары частиц-античастиц могут, аннигилируя, превращаться не только в фотоны и мезоны, но также и в гравитоны.

Это следствие должно быть в какой-то степени верно и для общего случая сильного поля. Наша гипотеза о подобных гравитационных трансмутациях (превращениях) была развита вместе с А. А. Соколовым и А. М. Бродским и разрабатывалась затем молодыми теоретиками Пийром (в Тарту) и Н. В. Мицкевичем (в Самарканде).

Недавно с правомерностью подобных выводов согласился П. А. М. Дирак на Лейпцигской планковской конференции в апреле 1958 года. На этой конференции состоялось специальное заседание по вопросам гравитации, на котором мне, как председателю, пришлось удерживать в рамках страстную дискуссию между Дираком и Инфельдом о гравитационных волнах.

Кстати сказать, на базе гипотезы о гравитационных трансмутациях у некоторых авторов (Вердье, К. Станюковича и др.) возникла идея об «унич-тожимости» тяготения. На самом деле об уничтожении тяготения не может быть речи. Не надо забывать, что электроны-позитроны, <в которые могут превращаться гравитоны, сами также порождают гравитационное поле.

Недавно на Женевской (8-й «Рочестерской») конференции по элементарным частицам японский физик X. Юкава докладывал о работах, имеющих целью ■вывести наличие гравитонов из единой нелинейной спинорной теории специально в варианте, развиваемом Гей-зенбергом.

Однако все подобные интересные выводы, к сожалению, еще не убедительны, так как гравитационные волны до сих пор экспериментально не обнаружены в природе. Не обнаружена до сих пор и конечная скорость распространения тяготения, предсказанная А. Пуанкаре еще в 1906 году и предугадывавшаяся менее ясно Б. Б. Голицыным

Итак, сейчас первой задачей является открытие конечной скорости распространения тяготения, гравитонов и гравитационного излучения. Скажем, где-либо взорвалась сверхновая звезда. Спрашивается, через сколько времени почувствуют этот эффект ее планеты и другие звезды? Во всяком случае, по всем данным физики — не мгновенно!

Нельзя умолчать, что среди физиков имеются, так сказать, «противники» волн тяготения во главе с известным польским ученым Л. Инфельдом, утверждающим, что при движении тел никакого гравитационного излучения не будет, следовательно, не будет и волн.

Совсем недавно датский фи-

• «ТЕОРИЯ НЕ ИСКЛЮЧАЕТ СУЩЕСТВОВАНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ

МАСС», — ГОВОРИТ ПРОФЕССОР БОНДИ.

• ВОЛНЫ ГРАВИТАЦИИ ИЛИ ИСКРИВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВА!

• ИДЕИ, СБЛИЖАЮЩИЕ КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ, ТЕОРИЮ ОТНО

СИТЕЛЬНОСТИ, ТЕОРИЮ ГРАВИТАЦИИ И КОСМОЛОГИЮ.

12