Техника - молодёжи 1990-10, страница 18

Трибуна смелых гипотез

Понкрат БОРИСОВ,

инженер

Отрицательная масса:

бесплатный полет в бесконечность

В зарубежных и советских физических журналах статьи на эту тему время от времени появляются вот уже более 30 лет. Но как ни странно, они, кажется, до сих пор не привлекли внимания популяризаторов. А ведь проблема отрицательной массы, да еще в строго научной постановке — отличный подарок и любителям парадоксов современной физики, и писателям-фантастам. Но таково уж свойство специальной литературы: сенсация в ней может оставаться скрытой десятилетиями...

Итак, речь идет о гипотетической форме материи, масса которой противоположна по знаку обычной. Сразу же возникает вопрос: что это, собственно, означает? И сразу выясняется: правильно определить понятие отрицательной массы не так-то просто.

Бесспорно, она должна обладать свойством гравитационного отталкивания. Но оказывается, одного этого мало. В современной физике строго различаются целых четыре вида массы:

гравитационная активная — та, что притягивает (если она положительна, конечно);

гравитационная пассивная — та, что притягивается;

инертная, которая приобретает определенное ускорение под действием приложенной силы (а = = F/ m);

наконец, эйнштейновская масса покоя, задающая полную энергию тела (Е = тС²).

В рамках общепринятых теорий все они равны по величине. Но различать их надо, и это становится понятным как раз при попытке определить отрицательную массу Дело в том, что она будет полностью противоположна обычной, только если все четыре ее вида станут отрицательными.

На основе такого подхода в первой же статье на эту тему, опубликованной еще в 1957 году, английский физик X. Бонди определил

основные свойства «минус-массы» путем строгих доказательств.

Повторить их здесь, может быть, даже не очень сложно, ведь основаны они только на ньютоновской механике. Но это загромоздит наш рассказ, и потом тут есть немало физических и математических «тонкостей». Поэтому перейдем сразу к результатам, тем более что они-то вполне наглядны.

Во-первых, «минус-материя» должна гравитационно отталкивать любые другие тела, то есть не только с отрицательной, но и с положительной массой (тогда как обычное вещество, наоборот, всегда притягивает материю обоих видов). Далее, под действием любой силы, вплоть до силы инерции, она должна двигаться в направлении, противоположном вектору этой силы. И, наконец, ее полная эйнштейновская энергия также обязана быть отрицательной.

Поэтому, кстати, надо подчеркнуть, что наша удивительная материя — не антивещество, масса которого считается все же положительной. Например, по современным представлениям, «Антиземля» из антиматерии вращалась бы вокруг Солнца по точно такой же орбите, как и наша родная планета.

Все это, пожалуй, почти очевидно. Но дальше начинается невероятное.

Возьмем ту же гравитацию. Если два обычных тела притягиваются и сближаются, а две антимассы отталкиваются и разбегаются, то что случится при гравитационном взаимодействии масс разного знака?

Пусть это будет простейший случай: тело (допустим, шар) из вещества с отрицательной массой —М находится позади объекта (назовем его «ракетой» — сейчас узнаем, зачем) с равной по величине положительной массой +М. Ясно, что гравитационное поле шара отталкивает ракету, в то время

как она сама притягивает шар. Но отсюда следует (это опять-таки строго доказывается), что вся система будет двигаться по прямой, соединяющей центры двух масс, с постоянным ускорением, пропорциональным силе гравитационного взаимодействия между ними!

Конечно, на первый взгляд эта картина спонтанного, беспричинного движения «доказывает» только одно: антимасса с такими свойствами, которые мы ей с самого начала приписали в определении,

16