Страница 8 из 41
Рис. 3. Схема расширения Вселенной. Взаимное удаление гравитационно-связанных звёзд под воздействием Духа Божьего (космического ветра).
Падая на поверхность тела, электромагнитное излучение также оказывает на него давление. Рассмотрим некоторые моменты теории светового давления. Впервые предположение о том, что давление света существует, было сделано немецким учёным Иоганном Кеплером в XVII веке. Изучая поведение комет, пролетающих вблизи Солнца, он обратил внимание на то, что хвост кометы всегда отклоняется в сторону, противоположную Солнцу. Кеплер предположил, что каким-то образом это отклонение вызывается воздействием солнечных лучей.
Теоретически существование светового давления было предсказано в XIX веке британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом, создавшим электромагнитную теорию и утверждавшим, что свет – это также электромагнитные колебания, и он должен оказывать давление на препятствия.
Свет – это электромагнитная волна. Она создаёт электрическое поле, под действием которого электроны в теле, встречающемся на её пути, совершают колебания. В теле возникает электрический ток, направленный вдоль напряжённости электрического поля. Со стороны магнитного поля на электроны действует сила Лоренца. Её направление совпадает с направлением распространения световой волны. Это и есть сила светового давления. По расчётам Максвелла, солнечный свет производит на чёрную пластину, расположенную на Земле, давление определённой величины (р = 4 • 10-6 Н/м2). Но это было всего лишь теоретическое предположение. Чтобы доказать его, нужно было подтвердить теорию практическим экспериментом, то есть измерить величину светового давления. На практике это осуществил русский физик-экспериментатор Пётр Николаевич Лебедев. Опыт, проведённый им в 1899 г., подтвердил предположение Максвелла о том, что световое давление на твёрдые тела существует.
Для проведения своего опыта Лебедев создал специальный прибор, который представлял собой стеклянный сосуд. Внутрь сосуда помещался лёгкий стерженёк на тонкой стеклянной нити. По краям этого стерженька были прикреплены тонкие лёгкие крылышки из различных металлов и слюды. Из сосуда выкачивался воздух. С помощью специальных оптических систем, состоящих из источника света и зеркал, пучок света направлялся на крылышки, расположенные с одной стороны стерженька. Под воздействием светового давления стерженёк поворачивался, и нить закручивалась на какой-то угол.
По величине этого угла и определяли величину светового давления. Чтобы сделать эксперимент более точным, Лебедев взял сосуд большого объёма. Крылышко он сделал из двух пар очень тонких кружочков из платины.
По одну сторону стерженька кружочки были блестящими с обеих сторон, по другую – одну из сторон покрыли платиновой чернью. Пучки света направлялись на них то с одной, то с другой стороны, чтобы уравновесить силы, действующие на крылышки. В результате давление света на крылышки было измерено. Результаты опыта подтвердили теоретические предположения Максвелла о существовании светового давления. А его величина была почти такой же, как и предсказал Максвелл.
Рис. 4. Прибор Лебедева. Впервые давление света измерил русский физик Петр Николаевич Лебедев в 1900 году
В 1907-1910 годах с помощью более точных экспериментов Лебедев измерил давление света на газы. Свет, как любое электромагнитное излучение, обладает энергией Е. Его импульс р = Ev/c2, где v – скорость электромагнитного излучения, c – скорость света. Так как v = с, то р = E/с.
Энергия фотона εф = hv = hc/λ (1) лежит в широком диапазоне от нескольких электрон-вольт для видимого света (λ ≈ 500 нм) до миллионов электрон-вольт для жёсткого гамма-излучения (λ ≈ 10-3 нм).
Как и любая материальная частица, фотон имеет массу mф, которая связана с его энергией релятивистской формулой: mфc2 = εф. С учётом (1) находим mф = = (2).
Движущийся со скоростью c фотон обладает импульсом, величина которого связана с его энергией релятивистским соотношением pфc = εф, учитывающим, что масса покоя фотона равна нулю. Отсюда, с учётом (2), следует, что pф = = . (3)
Для фотона излучения, направление распространения которого задаётся волновым вектором , модуль которого k = , формулу (3) можно записать в векторном виде
ф = . (4)
С появлением квантовой теории свет стали рассматривать как поток фотонов – элементарных частиц, квантов света. Ударяясь о тело, фотоны передают ему свой импульс, то есть оказывают давление. Несмотря на то, что величина светового давления очень мала, тем не менее, оно в космическом масштабе может принести пользу человеку.
Ещё в 1920 г. советский учёный и изобретатель Фридрих Артурович Цандер, один из создателей первой ракеты на жидком топливе, выдвинул идею полётов в космос с помощью солнечного паруса. Она была очень проста. Солнечный свет состоит из фотонов. А они создают давление, передавая свой импульс любой освещённой поверхности. Следовательно, для того чтобы привести в движение космический аппарат, можно использовать давление, создаваемое солнечным светом или лазером на зеркальной поверхности. Такой парус не нуждается в ракетном топливе, и время его действия не ограничено. Но пока что это только проекты по созданию звездолётов с солнечным парусом в качестве основного двигателя.
Глава 4. Вечный двигатель Вселенной
Нередко духовные небесные откровения в науке приводят к ошеломляющим результатам. Так, например, близки современные научные изыскания к духовным воззрениям индуизма [5], где энерго-материальные циклы показаны следующим образом: «Когда Господь Бог выдыхает, бесчисленные галактики выходят из Него, обретают своё существование, а когда Он вдыхает, они входят в Него, превращаясь в пустоту». По мнению последователей индуизма, такая пульсация продолжается вечно. В сердце Вселенной ощущается постоянное, неуклонное биение: звучание синхронизированных циклических процессов. Это биение буквально пропитывает природу на всех уровнях, начиная с атомного ядра и заканчивая космосом.
Фаза расширения нашей Вселенной со временем сменится фазой сжатия, после этого опять произойдёт новое расширение – и так без конца… И в соответствии с этой возможностью учёными разработан ряд теоретических моделей подобных «циклических» Вселенных. Идея «Вечного возвращения», «Круга времён» – существовала и в древнегреческой философии и в философских системах Индии, Китая и Ближнего Востока.
В 1949 году математик Курт Гёдель выступил в Принстонском университете, где в то время работал А. Эйнштейн, с докладом «Время в общей теории относительности», в котором показал, что Вселенная возвращается к своему исходному состоянию и в дальнейшем в точности повторяет раз за разом уже пройденные циклы. В 1930-х годах Альберт Эйнштейн высказал идею о том, что Вселенная может переживать бесконечный цикл больших взрывов и больших сжатий.
В нашей книге рассматривается Циклическая модель Вселенной, одухотворённая Богом. Это одна из теорий, предполагающих объяснение жизненного цикла Вселенной. Автор теории – знаменитый физик Роджер Пенроуз, заслуги которого стоят наряду с самим Стивеном Хокингом. Теория циклической космологии гласит, что Вселенная живёт в непрерывном цикле жизни и смерти. Проще говоря, у неё были потомки. После гибели предыдущей Вселенной появляется новая Вселенная.
Звезды прошлой Вселенной, из которых по большей части и возникали чёрные дыры, в большинстве своём вращались, а затем объединялись; вращение же передавалось главной чёрной дыре. Материя при её рождении продолжала сжиматься до одной точки, после чего перестала существовать, а точка обратилась Духом Божьим (сингулярностью). В чёрной дыре материя исчезла – там не стало протонов, нейтронов, кварков и остальных – всё это перестало существовать. Оно не испарилось, а полностью превратилось в первородную энергию Духа Божьего, мощью которого начала рождаться новая Вселенная.