Глава 6. Плазмоиды и микроколлапсары

Глава 6. Плазмоиды и микроколлапсары

Свойства черных дыр столь фантастичны, что в существование этих экзотических объектов в реальном мире верится с трудом, и об этом уже несколько десятилетий идут споры. Даже сам Эйнштейн сомневался в возможности их существования.

А.М. Черепащук. Демография черных дыр

Основы нашего понимания пространства- времени проверяются черными дырами. Эти объекты, появляющиеся как естественное следствие уравнений общей теории относительности, — мощное аналитическое средство исследования микроскопических и крупномасштабных свойств Вселенной.

Ж.-Н. Люмине. Черные дыры: Популярное введение

Микроскопическая черная дыра — гравитационный микроколлапсар

Любые массы искривляют пространство — время тем сильнее, чем больше эти массы. Когда большая масса вещества оказывается в сравнительно небольшом объеме, то под действием собственного тяготения это вещество будет неудержимо сжиматься и наступит катастрофа — гравитационный коллапс. В процессе коллапса растут концентрация массы и кривизна пространства — времени, и, наконец, в результате сжатия наступает момент, когда пространство — время свернется так, что ни один физический сигнал не сможет выйти из коллапсирующего объекта наружу, и для внешнего наблюдателя объект перестанет существовать. Такой объект и называется черной дырой. Немало усилий было затрачено теоретиками, чтобы разобраться с особенностями геометрии пространства — времени у черных дыр.

О. Арсенов. Физика времени

Недавно в научной прессе появилось сразу несколько публикаций, в которых Тунгусский феномен представляется в свете совершенно необычных, можно даже сказать, фантастических с физической точки зрения идей, описывающих появление на нашей планете очень странных объектов — гравитационных микроколлапсаров. Эти ужасные черные дыры космоса уже давно будоражат воображение читателей желтой прессы, которая легко приписывает им множество нереальных и даже мистических свойств. Между тем одна из последних гипотез о природе Тунгусского дива связывает в единый клубок именно черные дыры, глобальный резонатор Мировой системы Теслы и Тунгусский катаклизм… И тут действительно можно найти ряд любопытных деталей. Речь, конечно, не идет о гигантских космических коллапсарах-монстрах, легко пожирающих планеты и звезды. Тут рассматриваются специфические объекты физики элементарных частиц — микроколлапсары, причем рассматриваются они в плане опасности их появления. Расчеты показывают, что микроскопические черные дыры вполне могут возникать в экспериментах на ускорителях элементарных частиц, таких как Большой адронный коллайдер (БАК), запущенный в ЦЕРН 10 сентября 2008 г.

Исходя из современных моделей гравитационных коллапсаров, некоторые исследователи творчества Теслы полагают, что накачка энергией стоячих волн «эфирного резонатора» позволила возникнуть над Подкаменной Тунгуской некоего сверхгигантского плазмоида, мгновенно сколлапсировавшего в микроскопическую черную дыру. Этот процесс и вызвал к жизни ураган энергии, зафиксированный как Тунгусское диво. В основу этой фантастической гипотезы легли предположения физиков-теоретиков о том, что Тунгусский феномен в действительности представлял собой именно миниатюрную черную дыру, с огромной скоростью пронизавшую нашу планету. Что же должно было произойти при встрече быстролетящего коллапсара с Землей? Ответить на этот вопрос очень не просто, поскольку мы до сих пор можем говорить лишь об аналогах коллапсара, а самой черной дыры, взаимодействующей с окружающей материей, непосредственно никто не наблюдал.

Тем не менее уже сегодня физики-теоретики настойчиво просчитывают самые разные компьютерные модели микроколлапсаров, которые физики-экспериментаторы не менее настойчиво ищут в космических лучах сверхвысоких энергий и на мишенях ускорителей. Существует даже фантастический проект их массовой генерации в далеком-далеком будущем как колоссальных источников энергии и даже порталов в иные миры. Впрочем, и просто сам факт существования черных дыр будет трудно переоценить для науки. Ведь изучая эти таинственные объекты, исследователи надеются далеко продвинуться в понимании сущности пространства и времени, структуры окружающей физической реальности и, наконец, множественности нашей Вселенной в иных измерениях.

Попробуем разобраться в этом вопросе подробнее. Надо сказать, что для астрофизиков аналоги черных дыр уже давно являются привычными объектами исследования, и астрономы легко могут предложить широкий выбор подобных объектов. Среди них можно встретить и карликовые экземпляры в несколько солнечных масс, которые возникли при гравитационном коллапсе отдельных звезд, и сверхмассивные объекты в сотни солнечных масс, которые появились в результате последовательного слияния целых звездных ассоциаций (чаще всего подобные явления происходят в галактических ядрах).

Итак, мы теперь в самых общих чертах можем представить, что же такое черные дыры застывших звезд, и снова вернуться к главному вопросу: что произойдет, если микроскопический аналог этих очень странных объектов возникнет на Земле? Есть ли у нас основания для утверждения о том, что микроколлапсары своевременно и благополучно распадутся? А вдруг они стремительно вырастут настолько, что поглотят все вещество нашей планеты? На первый взгляд, эти опасения могут быть вполне обоснованными, ведь многие детали строения микроколлапсаров глубоко неоднозначны. Тем не менее большинство физиков-теоретиков сходятся во мнении, что микроколлапсары не могут быть достаточно устойчивы и обязательно должны распадаться, испуская потоки элементарных частиц.

Большой адронный коллайдер (ЦЕРН, Женева, Швейцария)

Еще один аргумент в пользу безопасности генерации искусственных микроколлапсаров дает физика космических лучей. Ведь поверхность нашей планеты непрерывно бомбардируют частицы очень высоких энергий, еще не достижимых на сверхмощных ускорителях типа того же БАК. При этом ничего угрожающего не происходит, хотя вполне возможно, что природа сама каждый миг весьма успешно создает микроскопические черные дыры. Самые осторожные и намеренно заниженные оценки показывают, что сверхвысокоэнергетические космические лучи могут порождать в земной атмосфере сотни микроколлапсаров в год.

Существует большая группа ученых, которые предлагают принципиально иное направление прорыва в физике коллапсаров. Их прогнозы основаны на физике элементарных частиц и связаны с новыми образцами ускорительной техники. Прежде всего они надеются на результаты использования крупнейшего в мире ускорителя элементарных частиц — Большого адронного коллайдера, построенного международным исследовательским консорциумом в Швейцарии. Теоретически столкновения частиц с очень высокими энергиями способны привести к возникновению микроскопических черных дыр.

Черные дыры различных размеров могли бы проникнуть в дополнительные измерения, которые иначе нам недоступны. Поскольку гравитация, в отличие от прочих сил, простирается и в те измерения, черные дыры тоже их чувствуют. Физики могли бы изменять размер дыр, настраивая ускоритель частиц на разную энергию. Если дыра пересечет параллельную вселенную, то станет распадаться быстрее и выделять меньше энергии, поскольку ее часть будет уходить в другую вселенную.

С другой стороны, генерация микроколлапсаров в ускорителях элементарных частиц позволила бы узнать очень интригующие тайны окружающей нас материи. Ведь исследуя микроскопические черные дыры, мы вторгаемся в такие сверхмалые масштабы микромира, где уже просматриваются очертания фундаментальных ячеек пространства — времени. За этими пределами сами понятия пространства и физических размеров, по-видимому, начинают утрачивать свой обычный смысл. Любая попытка исследовать меньшие расстояния, осуществляя столкновения частиц при более высоких энергиях, теоретически вполне может закончиться рождением микроколлапсара. А подводя энергию к нестабильному коллапсару, можно попытаться «раздуть» его в миниатюрную метастабильную черную дыру, существующую секунды или даже минуты. Вот тут наконец мы и пришли к результату, укладывающемуся в схему возникновения Тунгусского дива! Дело в том, что микромиром элементарных частиц, к которому относятся и микроколлапсары, управляют законы квантовой механики, отрицающие, что в природе существуют точечные объекты в точном математическом смысле. Вот и центральная сингулярность гравитационного коллапсара в квантовой физике имеет хоть и чрезвычайно малый, но вполне определенный радиус, приблизительно равный 10–35 см. При подобных масштабах, которые называют «планковские», обычное пространство приобретает крайне необычный вид, фактически прекращая свое существование. Свойства подобного квазипространства, чем-то напоминающего пузырящуюся пену (физики так и говорят — «квантовая пена»), еще очень мало изучены.

Как уже говорилось, есть достаточно большая вероятность генерации микроколлапсаров при взаимных соударениях (у физиков — «рассеянии») быстрых элементарных частиц. При достаточно мощном столкновении двух элементарных частиц в верхних слоях земной атмосферы мог родиться микроколлапсар. Правда, эта сверхнестабильная микроскопическая черная дыра должна была бы тут же испариться, но… произошло еще одно крайне редкое событие — на новорожденном микроколлапсаре рассеялась третья сверхвысокоэнергичная частица, пришедшая из глубин Вселенной. Любопытно, что одним из наиболее вероятных источников таких частиц может быть сверхгигантская дыра — радиопульсар, расположенная в ядре нашей Галактики. Итак, образовалась метастабильная миниатюрная черная дыра, живущая уже не неизмеримо малые доли микросекунды, а минуты и даже, при некоторых допущениях, десятки минут. Далее, следуя извилистой траекторией, испаряясь и рассыпая на своем пути потоки всех существующих в природе элементарных частиц, мини-коллапсар исчез в чудовищном взрыве над Подкаменной Тунгуской…

Тут надо честно признать, что при всей внешней фантастичности подобный сценарий Тунгусского дива объясняет многие странные сопутствующие явления. В частности, становится понятной аномально высокая активность земной ионосферы, выразившаяся в магнитных суббурях и феноменальных полярных сияниях, вызванных потоками жесткого электромагнитного излучения и шквалом ионизирующих частиц в ходе испарения миниатюрной черной дыры. При этом исключаются многие контраргументы, вполне справедливые для характера явлений, которые должны были бы наблюдаться при столкновении Земли с обычной макроскопической черной дырой, пусть и совершенно незначительных размеров.

Совершенно по-иному могли бы развиваться события при появлении над Тунгусским плато мини-коллапсара. К тому же тут теряет силу главный «антидырочный» аргумент критиков этой гипотезы — испарение миниколлапсара полностью исключает необходимость «австралийского дива», которое бы неминуемо возникло при проходе макродыры сквозь земной шар. Совершенно по-иному может выглядеть и загадка появления сверхмощного плазмоида Теслы, вызвавшего колоссальный всплеск энергии. Достаточно лишь предположить, что вместо третьей сверхвысокоэнергетической частицы новорожденный мини-коллапсар встретил на своем пути гигантский всплеск энергии пучности стоячей волны от «глобального электроэфир но го резонатора» Теслы.

Сам изобретатель неоднократно подчеркивал, что в его опытах постоянно возникали искусственные огненные шары «круглого электричества» во время появления вынужденных колебаний, независимых от вторичной обмотки. Это явление смещало точку максимума электрического давления ниже повышенной пропускной способности станции и вызывало генерацию огненных шаров, «прыгающих» на большие расстояния.

Внутреннюю энергию своих молниеносных плазмоидов Тесла рассчитывал по элементарным оценкам, основанным на причиняемых ими разрушениях. Обычно это были довольно небольшие взрывы, разбрасывающие тестовые кучи кирпичей с торчащими из них незаземленными стержнями. Однако с некоторого времени Тесла неожиданно начал рассуждать о каких-то необычных «шарах электричества», обладающих поистине колоссальной энергией. Изобретатель считал, что плотность энергии у подобных прообразов шаровых молний в сотни, если не в тысячи раз превосходит самые сильные из известных взрывчатых веществ. В последующих своих высказываниях Тесла уверенно, как будто за этим стояла большая экспериментальная работа, обрисовывал «энергетические шары», которые, по его словам, могли бы послужить «универсальными аккумуляторами будущего» и их можно было бы применять в любых электрических двигателях наземного транспорта, авиации и, при достаточной степени экранирования от водной среды, на новом электрическом флоте. Тесла утверждал, что посвятил очень много времени созданию гибридной аккумулирующей системы, состоящей из плазменного аккумулятора и подпитывающего его резонансного излучателя, наподобие того, от которого приходили в ужас обитатели окрестностей Колорадо-Спрингс. Легендами обросла и история о том, как Тесла поставил изобретенную им плазменно-резонансную систему на стандартный фордовский кабриолет и почти месяц ездил без заправки! После этого он с большим пафосом рисовал перед пораженными журналистами перспективы преобразования всего городского транспорта в электромобили с силовыми аккумуляторами плазменно-резонансного типа, отдаленно напоминающими по аккумулирующим свойствам шаровую молнию. При этом Тесла подчеркивал, что мог бы устранить основное препятствие, из-за которого жители больших городов и по сей день не могут освободиться от шумных и вредных для здоровья автомобилей с бензиновыми двигателями, — отсутствие достаточно емких электрических аккумуляторов, ограничивающее скорость и пробег электромобилей без подзарядки.

Еще более перспективными в рассказах изобретателя выглядели самолеты с подобными аккумуляторами и электромоторами — «электролеты», ведь, имея даже небольшой по массе запас такого «плазменного топлива», электрические аэропланы могли бы преодолевать десятки тысяч километров без дозаправки. Но, пожалуй, самым поразительным в мечтах изобретателя выглядел проект создания флота космических кораблей, оснащенных особыми ионными двигателями, которые могли бы легко разлететься по всей Солнечной системе!

О втором типе «взрывных круглых молний» изобретатель говорил очень осторожно, все время полунамеками давая понять, что все началось еще на исследовательской станции в Колорадо-Спрингс, когда были проведены некоторые необычные опыты над высокочастотными токами, получаемыми с помощью резонансного трансформатора.

Вот тут-то, по воспоминаниям Теслы, в один прекрасный день совершенно неожиданно для всей команды исследователей и был получен первый «взрывной» искусственный плазмоид. Произошло это в тот момент, когда потенциал между электродами на кварцевой трубке внезапно возрос и из нее со страшной скоростью вырвалось огненное кольцо, удивительно напоминавшее шаровую молнию. Сначала изобретатель предположил, что центростремительным силам, способным разорвать огненный шар на куски, противостоят появляющиеся на большой скорости вращения силы притяжения между расслоившимися зарядами, но впоследствии он отказался от данной гипотезы.

Позже, уже вернувшись в Нью-Йорк, Тесла приступил к разработке достаточно мощного генератора сверхвысоких частот непрерывного действия. Предварительно ему пришлось решить с помощью своего соотечественника, видного электрофизика Петра Пупина, сложную задачу о движении зарядов при генерации сверхвысокочастотных колебаний. В одном из испытаний генератора Теслы для микроволнового диапазона излучение пропускалось сквозь специальные вакуумированные газоразрядные лампы. Некоторые из них вспыхивали фантастическим призрачным сиянием, а однажды возникло сильное переливающееся сине-желтыми цветами свечение, и через несколько мгновений лампы разлетелись вдребезги. Это необычное явление навело изобретателя на мысль о сходстве процессов внутри газоразрядных ламп с естественными явлениями, протекающими в шаровой молнии.

Следующим логическим шагом стало составление принципиальной схемы шаровой молнии в виде объемного колебательного контура. Сравнив шаровую молнию с обычным линейным разрядом, изобретатель предположил, что раз шаровая молния мгновенно не высвечивает свою энергию, то ее запасы постоянно должны пополняться из какого-то источника. Так Тесла пришел к предположению, что «круглое электричество» может подпитываться энергией высокочастотного излучения обычных линейных молний. Следуя логике Теслы, получалось, что шаровая молния как искусственного, так и естественного происхождения может эффективно улавливать высокочастотные электромагнитные колебания, которые распространяют вокруг себя грозовые разряды. Надо сказать, что при всей своей фрагментарности теория изобретателя удачно объясняла многие особенности поведения молний; так, частое появление круглого электричества вблизи всевозможных труб и дымоходов можно было объяснить притяжением молний волновыми каналами для передачи энергии. Правда, были тут и обстоятельства, которые Тесла так и не смог до конца объяснить, — в частности, тот факт, что шаровые молнии наблюдались и вне всякой связи с грозовой активностью, к тому же, по многим наблюдениям, молнии продолжали нагревать и испарять жидкость, уже погрузившись в нее целиком. А ведь в жидкой среде шаровая молния уже никак не смогла бы получать энергию электромагнитных колебаний в режиме объемного резонатора.

Значительно позже, уже после серии экспериментов на вышке Ворденклиф, Тесла разработал новую модель для шаровых молний в виде структур из тороидальных токовых оболочек и кольцевых магнитных полей, взаимодействующих с колебаниями локального геомагнитного поля. В результате такого взаимодействия из внутренних полостей электрических плазмоидов улетучивался воздух и создавалось сильное отрицательное давление. Устанавливался такой баланс сил, при котором электромагнитные силы стремились разорвать оболочку плазмоида, противостоя давлению внешней воздушной среды. Тесла считал, что эти силы могут полностью уравновешиваться, а шаровые молнии — приобретать высокую стабильность. По его оценкам, ток может циркулировать по внешней оболочке, слабо затухая в течение получаса. При этом наличие разряженного внутреннего пространства будет препятствовать интенсивному энерговыделению шаровой молнии в окружающую среду. Именно поэтому такая модель электрического плазмоида совершенно не требует каких-либо новых, неизвестных источников энергии. При этом Тесла считал, что именно быстро изменяющееся магнитное поле может объяснить такие сопутствующие явления, как переключение реле, вспыхивание газоразрядных ламп и намагничивание окружающих металлических предметов.

Тесла считал, что главным подтверждением его теории является имнульсная генерация в луче модернизированного высокочастотного излучателя в течение некоторого времени светящихся электрических плазмоидов размером в несколько сантиметров, которые упруго сталкивались, сливались и даже проходили друг через друга! Постепенно изменяя режимы облучения, изобретателю удалось получить плазменные сгустки, очень напоминающие большую шаровую молнию. Однако он честно признавался, что в его экспериментах были очень опасные моменты, когда на расстоянии резонансных пучностей стоячих волн возникали зловещие многометровые шары фиолетового оттенка, тут же со взрывом уходившие в землю или уносившиеся воздушными течениями. В одной из серий подобных опытов огненный шар унесло в сторону Атлантического океана, и уже на следующий день газеты писали о чудовищном сполохе взрыва в открытом море в отсутствие грозовых туч, а рыбаки сообщали о целых островах оглушенной снулой рыбы, обнаруженных недалеко от побережья.

На большой пресс-конференции в феврале 1910 г., пытаясь спасти гибнущий проект «Мировой системы», Тесла красочно расписывал, как искусственные электрические шары гроздьями возникали на высокочастотном оборудовании, подобно мыльным пузырям, выдуваемым колебаниями высокого напряжения на вышке Ворденклиф. Эти странные колеблющиеся плазмоиды медленно разносились порывами ветра почти параллельно земле. По странной ассоциации изобретатель сопоставил свои опыты с первым сообщением о наблюдении шаровой молнии на борту низко летящего через грозовую тучу аэроплана, когда небольшой плазмоид зловеще пролетел параллельно полу кабины и с громким хлопком сжег все немногочисленные авиационные приборы. Свой рассказ Тесла закончил сообщением, что на днях известный физик Меснер прислал ему свой труд по теоретической плазменной физике. В нем он объясняет, что шаровая молния получает свою энергию из окружающего пространства путем естественно образующегося электромагнитного поля и что диаметр плазменной сферы зависит от частоты внешнего поля, определяясь возникающим резонансом. Но тут же профессор Меснер добавляет, что единого мнения все еще нет и ученые продолжают расходиться в своих объяснениях этого удивительного природного феномена.

Тут Тесла признал, что многие его рассуждения сильно расходятся с гипотезами официальной науки, добавив, что и он сам когда-то считал, что изначальная энергия несущественна для сохранения шаровой молнии, а ее генезис определяется параметрами инициирующего линейного разряда. Однако воззрения изобретателя существенно изменились, после того как он сам научился создавать искусственные плазмоиды.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.