Антигравитация
Исследования антигравитации
Ситуация с гравитацией — часть 1 из 3
Interavia/Интеравиа
Том XI - № 5, 1956 г.,
стр. 373-374,
декабрь 1956 г.
Gravity Rand Ltd. 66 Sloane Street Лондон SW 1
Тематика науки на 1956-1970 гг.:
SERENDIPITY/СЧАСТЛИВЫЙ СЛУЧАЙ
Точка зрения Эйнштейна:
«Возможно, вполне осуществима надежда на то, что когда-нибудь будет достигнуто более ясное знание процессов гравитации; и крайняя общность и беспристрастность теории относительности могут быть прояснены посредством конкретного изучения точного механизма».
СОДЕРЖАНИЕ
I - Инженерная заметка о современных границах знаний . . . . . . . .3
II - Записка руководства о гравитационной ситуации . . . . . . . . . .10
III - Глоссарий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
IV - Ссылки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
V - Приложение.
Приложение I. Краткое изложение первоначальной спецификации Таунсенда Брауна для аппарата для создания силы или движения . . . . . . . . . . . . . . . 22
Приложение II. Квантово-механический подход Мозера к существованию отрицательной массы и ее использование в построении гравитационно нейтрализованных тел . . . . . . 30
Приложение III. Гравитационные эффекты (эффекты Пучка) . . . . . . . . . . . . . 37
Приложение IV. Связь между гравитацией и ядерной энергией (Дезер и Арновитт).. 39
Приложение V. Взаимодействие гравитации и тепла (Викенден) . . . . . . . . . . . 41
Приложение VI. Аномалия веса-массы (Перл). . . . . . . . . . . . . .. .42
Благодарим Фонд исследований гравитации за Приложение II - VI
I.
Инженерная заметка о современных границах знаний
Гравитация, вероятно, будет следовать нескольким отдельным линиям развития: наиболее известным краткосрочным предложением является электростатическое движение Таунсенда Брауна с помощью гравитаторов (подробности которого можно найти в Приложении I). Крайняя экстраполяция более поздних установок Брауна, по-видимому, предполагает самолет типа перехватчика со скоростью 3 Маха. Браун назвал это в основном силой и движением, но это, по-видимому, не является путем к гравитационному щиту или отражателю. Его подход грубой силы заключается в концентрации высоких электростатических зарядов вдоль передней кромки периферии диска, что дает пропульсивный эффект. Браун изначально утверждал, что его гравитаторы работают независимо от всех систем отсчета, и это движение в абсолютном смысле — относительно вселенной в целом. Однако нет никаких доказательств, подтверждающих это. При отсутствии каких-либо таких доказательств, возможно, удобнее думать о дисках Брауна как об электростатическом движении, которое имеет свою собственную нишу в авиации. Электростатические диски могут обеспечивать подъем без скорости по плоской поверхности. Это может быть важным шагом вперед по сравнению со всеми формами аэродинамических профилей, требующих индуцированного потока; а подъемная сила без воздушного потока — это разработка, которая заслуживает того, чтобы ее развивали самостоятельно, и которая в военных целях уже рассматривается пользователями как применимая ко всем трем видам услуг. Этот момент был оценен в Соединенных Штатах, и имеющаяся программа теперь может гарантировать, что разработка дисков большого размера будет продолжена. Это поддерживается правительством США, но это то, что будет осуществляться в малых масштабах. Это принятие следует за первоначальным предложением Брауна, воплощенным в проекте Winterhaven. Winterhaven рекомендовал сосредоточить основные усилия на электрогравитации, основанной на принципе его дисков. Правительство США неправильно оценило диски и неверно истолковало природу энергии. Этот неправильный отчет был подан в качестве официальной оценки, и потребовалось около трех лет, чтобы исправить более раннее заблуждение. К тому времени стало ясно, что никакие усилия по линии Winterhaven не были практичными, и что следует заменить их более скромными целями. Они были переписаны вокруг нового отчета, который, по-видимому, основан на новых идеях и некоторых более поздних патентах, еще не опубликованных, которые составляют основу текущей политики США. Вопрос о том, можно ли ускорить это исследование большим количеством денег, является спорным, но в Gravity Rand сложилось впечатление, что база промышленности, возможно, более чем достаточно широка. Компании уже специализируются на эволюции определенных компонентов электрогравитационного диска. Это означает, что наука находится в том же состоянии, что и ICBM/МБР, а именно, что не нужны новые прорывы, только интенсивная разработка. Это может быть оптимистичным взглядом на ситуацию: правда, что сейчас доступны материалы для конденсаторов, дающие более высокие значения k, чем постулировалось в Winterhaven как необходимые, и все необходимые для дисков ингредиенты, по-видимому, доступны. Но промышленность все еще далека от наличия адекватных источников питания и обладания каким-либо практическим опытом эксплуатации такого оборудования.
Однако в настоящее время долгосрочная разработка гравитационных щитов, поглотителей и «магических металлов» представляется принципиально иной проблемой, и работа над ней не спонсируется*, насколько известно. Поглотитель или щит по своей сути могут быть оружием большой мощности, пределы которой трудно предвидеть. Способность устройства подрывать электростатические силы, удерживающие атом вместе, является разрушительным побочным продуктом военного значения. В неопубликованной работе Gravity Rand указала на возможное воздействие такого устройства на разрушение. Вероятность того, что такая работа будет спонсироваться в небольших странах за пределами США, невелика, поскольку существует общая нехватка денег и ресурсов, а во всех таких странах быстрая окупаемость имеет важное значение.
Многие считают, что не может быть достигнуто никакого или почти никакого прогресса, пока не будет найдена связь в единой теории поля Эйнштейна. Это, безусловно, несколько пораженческий взгляд, поскольку, хотя всеобъемлющего объяснения взаимосвязи между необычайным разнообразием непрерывно открываемых частиц высокой энергии пока еще нет, многое можно сделать для выяснения общей природы антигравитационных устройств.
Существует несколько перспективных подходов, один из них — поиск отрицательной массы, второй — поиск связи между гравитацией и теплом, а третий — поиск связи между гравитацией и связанными частицами. Взяв первый из них: отрицательную массу, первоначальная задача — доказать существование отрицательной массы, и Приложение II описывает, как это можно сделать. Это подход Мозера, который основан на независимом от времени уравнении Шредингера с удаленным движением центра масс. Как показано в статье, для этого требуется около 100 бэв — что выходит за рамки возможностей существующих ускорителей частиц: однако нынешние российские и американские ядерные программы предусматривают бэватроны на 50 бэв в течение нескольких лет, и при нынешних темпах прогресса в ядерной науке кажется возможным, что существование негамассы будет доказано этим методом анализа кристаллической структуры по Брэггу — или опровергнуто.
Если негамасса будет установлена, точная роль, которую играют субъядерные частицы, может быть быстро определена. Были построены рабочие теории, объясняющие, как отрицательные массы будут отталкиваться положительными массами, а пары будут ускоряться, набирая кинетическую энергию, пока не достигнут скорости света, а затем возьмут на себя роль частиц высокой энергии. Феррелл предположил, что это может объяснить роль нейтрино, но это кажется маловероятным без некоторого объяснения спина, приписываемого нейтрино. Тем не менее, отсутствие массы покоя или заряда нейтрино делает его особенно интригующим. Конечно, дальнейшее изучение нейтрино будет иметь отношение к гравитационным проблемам. Поэтому, если авиационная промышленность рассматривает антигравитацию как часть своих обязанностей, она не может избежать необходимости мониторинга физики высоких энергий или нейтрино. Есть две авиационные компании, которые определенно этим занимаются; но мало или совсем нет доказательств того, что большинство других знают даже, что такое нейтрино.
Однако связь между электрическими зарядами и гравитационными силами будет зависеть от правильных выводов, сделанных из чрезмерно малых аномалий.* Первые подсказки к таким малым и до сих пор незамеченным эффектам появятся при изучении единой теории поля. Такие эффекты могут наблюдаться в работе над гравитермальными явлениями и взаимодействующим эффектом тепла и гравитации. Здесь, по крайней мере, есть более веские доказательства того, что материалы способны изменять температуру в зависимости от гравитации. Это, как говорит Бимс (см. Приложение III), происходит из-за результатов выравнивания атомов. Гравитационные натяжения, приложенные к концам трубки, заполненной электролитом, могут производить тепло или использоваться для получения энергии. Логическим продолжением этого является поглотитель гравитации в форме плоской пластины, и гравитационный поток, действующий на нее (ее атомная и молекулярная структура, ее плотность веса и форма на данном этапе не ясны), приведет к увеличению тепла массы ее поверхностных и подповерхностных частиц.
Третий подход заключается в том, чтобы попытаться обнаружить связь между ядерными частицами и гравитационным полем. Это также возвращает нас к необходимости интерпретации макроскопических релятивистских явлений на одном полюсе в терминах микроскопических квантово-механических явлений на другом. Бомонт, предлагая решение, напоминает, как ранняя теория установила грубые и готовые предположения о характеристиках электронного спина до того, как была разработана вся наука атомной орбитали. Они были основаны на наблюдении и использовались с некоторым эффектом в то время, когда требовались данные. Аналогичные предположения о сложном спине можно было бы использовать для связи микроскопического с макроскопическим. В любом случае, в сложном спине есть некоторые свободные концы, которые нужно связать, и их можно было бы логически спонсировать с некоторым ожиданием результатов компаниями, которые задаются вопросом, как внести свой вклад.
* См. Приложение VI.
Если к плоскому геоиду применяется реальное вращение или вращение, то гравитационные эквипотенциалы можно сделать менее выпуклыми, плоскими или вогнутыми. Они имеют эффект регулировки интенсивности гравитационного поля по желанию, что является требованием для поглотителя гравитации. Бомонт, казалось, сомневался, что внешняя энергия должна быть применена для достижения этого, но кажется разумным предположить, что энергия может быть подана в систему для достижения полезной регулировки гравитационного поля, и обычные инженерные методы могли бы гарантировать, что вес входных услуг мощности будет более чем компенсирован невесомостью от индуктора вращения. Инженерные детали этого, естественно, все еще находятся в области предположений; но, по крайней мере, это то, что можно было бы проработать с помощью лабораторных установок; и, опять же, отправной точкой является проведение более точных наблюдений малых эффектов. Методика будет заключаться в том, чтобы принять любые аномалии в природе и из них установить, что необходимо для искусственного возникновения вращения.
Утверждалось, что научное сообщество сталкивается с, казалось бы, невыполнимой задачей в попытке изменить гравитацию, когда сила создается телом такого размера, как эта планета, и что для ее изменения может потребоваться сопоставимая сила аналогичных планетарных размеров. Поэтому неудивительно, что опыт показал, что, хотя и было возможно наблюдать эффекты гравитации, она сопротивлялась любой форме контроля или манипуляции. Но быстро приближается время, когда впервые инженеры с беватронами смогут работать напрямую с частицами, которые, как все больше признается, вносят вклад в источник гравитации; и хотя это само по себе не может привести к поглотителю гравитации, это, по крайней мере, прольет свет на источники этой силы.
Другая задача — решение* выдающихся уравнений для преобразования гравитационных явлений в ядерную энергию. Проблема, которая все еще не решена, может подтвердить теорию Бонди-Хойла о том, что расширение Вселенной представляет собой энергию, которая непрерывно уничтожается, а не переносится к границам Вселенной. Эта потеря энергии проявляется в поведении гиперона и K-частиц, которые могли бы или могут образовать связь между микрокосмом и макрокосмом. Действительно, Дезер и Арновитт предполагают, что новые частицы являются прямой связью между энергией, произведенной гравитацией, и ядерной энергией. Если бы это было так, то это было бы местом, с которого следует начать поиск практических методов управления гравитацией. Было бы реалистично предположить, что K-частицы являются такой связью. Тогда возможным подходом могло бы быть игнорирование возражений, которые не могут быть объяснены на данном этапе, пока не будут установлены дальнейшие связи единого поля. Как и в случае спиновых и орбитальных теорий, которые были наивными в начале, метод должен был бы принять кажущиеся силы и сделать теорию соответствующей наблюдению, пока не станет известно больше.
Некоторые люди считают, что шансы найти такую единую теорию поля, чтобы связать гравитацию и электродинамику, высоки; однако считают, что открытие гравитационного щита незначительно из-за размера источника энергии, и потому что шансы увидеть незамеченные эффекты кажутся ничтожными. Другие чувствуют противоположное и считают, что связь между ядерной энергией и гравитационной энергией может предшествовать связи между общей теорией относительности Эйнштейна и квантовой теорией. Некоторые надеются, что оба открытия могут произойти вместе; в то время как некоторые полагают, что частичное объяснение обоих может прийти примерно в одно и то же время, что позволит получить достаточно знаний о гравитационных полях для совершенствования промежуточного типа поглотителя с использованием доступных полевых связей.
* См. Приложение IV.
Последнее кажется более вероятным, поскольку это уже начинает происходить. Вряд ли будет какое-то внезапное полное объяснение микрокосма и макрокосма; но одна за другой нити, соединяющие их, будут формироваться по мере прогресса в квантовании теории Эйнштейна.
II
Управленческая записка о ситуации с Гравитацией
Текущая ситуация с антигравитацией как ситуация наблюдения и ожидания крупными подрядчиками по производству самолетов изобретений или технологических прорывов. Кларенс Бердсай в одном из своих последних высказываний думал, что изолятор может быть случайно открыт кем-то, работающим над совершенно другой проблемой; и через 500 лет гравитационные изоляторы станут обычным явлением. Можно пойти дальше Бердсай и сказать, что принципы изолятора к тому времени станут основополагающими для человеческих дел; они будут такими же основными для общества, как сегодня разница между весом одного металла и другого. Но в то же время было бы неправильно делать вывод из замечания Бердсай, что внезапное изолированное открытие станет ключом к науке. Оборудование появится в то время, когда промышленность будет готова и будет ждать его. Оно появится после длительного периода привыкания к мышлению в терминах невесомости, и, естественно, оно появится после того, как осуществимость его достижения в той или иной форме будет установлена в теории.*
@@@@@
Целью компаний на данном этапе, безусловно, должно быть отслеживание областей прогресса в мире физики высоких энергий, которые, по всей видимости, приведут к установлению основ антигравитации. Это означает пристальное наблюдение за электрогравитикой, магнитогравитикой, гравитационными изотопами; и электростатикой в различных формах для движения или левитации. На данном этапе это не очень дорогой бизнес, и
* Но это не означает, что задействованные силы обязательно будут полностью поняты с самого начала.
Инвестиции в лабораторные человеко-часы необходимы только тогда, когда определенная линия рассуждений, которая может показаться многообещающей, заходит в тупик из-за отсутствия экспериментальных данных, или только тогда, когда может быть целесообразно провести некоторые лабораторные испытания, чтобы преодолеть пропасть между одной частью теории и другой или соединить две или более теорий вместе. Если это верно, то антигравитация находится в состоянии, похожем на ядерное движение после выводов NEPA, но до того, как проект ANP был запущен. Следует помнить, что это был период, когда Комиссия по атомной энергии спонсировала странные вещи здесь и там, которые нужно было сделать. Но было бы заблуждением предполагать, что прогресс в области оборудования для электростатических дисков в настоящее время так же далек, как ядерное движение было в том состоянии, представленном ANP. Правда, люди из NEPA пришли к выводу, что можно построить своего рода ядерный самолет, но это будет всего лишь диковинкой. Даже во времена отчетов Лексингтона и Уитмена проект был еще далек от реализации: самолет был бы больше, чем просто диковинкой, но недостаточно конкурентоспособным, чтобы его серьезно рассматривать.
Несомненно, что работа над антигравитацией относится к сфере более отдаленного будущего. Одним из тестов на жизнеспособность отрасли является то, насколько она уверена в своей позиции, что может позволить себе спонсировать НИОКР, которые не могут обещать быструю отдачу. Закрытость умов ко всему, кроме направлений развития, которые обеспечат быструю отдачу, является признаком либо строгой экономики, либо полного отсутствия предвидения (или и того, и другого).
Другое соображение, которое сыграет свою роль в управленческом решении, заключается в том, что основные поворотные моменты в антигравитационной работе, вероятно, окажутся далекими от инструментов инженера-авиаконструктора. Например, ключевым инструментом, который может определить существование негамассы и установить взаимодействие позимассы с негамассой, является супербэватрон. Ему требуется около 100 бэв гамма-излучения на водороде, чтобы выполнить анализ Брэгга структуры элементарных частиц с помощью селективного отражения, чтобы доказать существование негамассы. Это значение вдвое больше, чем у нового российского бэватрона, который находится в стадии строительства, и оно в 15 раз мощнее самых высоких ускорений частиц в бэватроне Беркли, достигнутых до сих пор. Многие думают, что ничего нельзя сделать, пока не будет обнаружена негамасса. Если бы промышленность приняла этот подход, ей пришлось бы долго ждать и получить быстрый ответ в конце. Но теория негамассы-позимассы может быть дополнительно развита; и, предвосхищая ее существование, можно было бы разработать способы ее использования в гравитационно нейтрализованном теле. Более того, это, безусловно, не единственный возможный подход: прорыв вполне может произойти во взаимодействии между гравитационным воздействием и теплом. Теория в настоящий момент предполагает, что если бы гравитация могла производить тепло, то эффект в настоящий момент был бы ограничен узким диапазоном.* Но важным было бы установление принципа.
История может повториться тридцать лет назад, и даже совсем недавно, когда Германия пыталась производить ядерную энергию во время войны, никто бы не догадался, что энергия будет разблокирована случайностью на верхнем конце атомной таблицы. Все пророчества об атомной энергии были связаны с тем, как быстро средства синтеза могут быть применены на нижнем конце. В антигравитационной работе, и это * См. Приложение V восходит к Birdseye, это может быть не связанная случайность, которая станет средством попадания в гравитационный век. Первостепенная обязанность руководства — знать возможные способы использования теории для ускорения такого процесса. Другими словами, счастливая случайность.
В промышленности принято считать ядерный опыт прецедентом для гравитации и утверждать, что гравитация будет аналогичным образом зависеть от использования гигантских инструментов, выходящих за рамки возможностей авиационной промышленности, и что компании войдут в гравитационный век на подхвате у правительства, как это сделала или делает промышленность в ядерной физике. Но это упускает из виду тот факт, что эти две науки, вероятно, будут отличаться по своим инвестициям. Для производства гравитационного щита или изолятора после того, как будут созданы ноу-хау, не понадобится место вроде Ханфорда или Саванна-Ривер. Как часть концептуальной инженерии проект, вероятно, будет больше похож на повторение турбинного двигателя. Он будет прост по своей сути, но детальные компоненты будут становиться все более сложными для интерпретации в форме устойчивой летающей платформы и еще более запутанными, когда дело дойдет до применения основополагающих принципов к гибкости рабочей высоты в диапазоне от низких текущих скоростей полета на одном пределе до полета в вакууме на другом. Последнее станет экстремальным испытанием его возможностей. Опять же, сам принцип будет работать одинаково в вакууме - тарелки Таунсенда Брауна могли бы двигаться в вакууме достаточно легко - но поддерживающие части также должны работать в вакууме. На практике они, как правило, создают проблемы, так же как детали и части газовых турбин начинают создавать проблемы пропорционально высоте, набранной в полете.
Но нужно рассматривать этот рост сложности с производительностью и достижением высоты в перспективе: в конечном итоге самые передовые возможности могут быть достигнуты с помощью самых предельно простых конфигураций. Однако, как это обычно бывает в развитии физики, кратчайшая линия прогресса — это геодезическая, которая, в свою очередь, может привести торговлю движителями ко многим окольным путям, как кратчайшее расстояние между целями и достижением.
Но авиационный бизнес, по понятным причинам, заинтересован в том, чтобы точно знать, как распознавать ранние открытия, имеющие значение, и этот отчет Gravity Rand призван попытаться наметить некоторые из наиболее перспективных направлений. Одно из часто выдвигаемых предположений заключается в том, что движение и левитация могут быть только последними — хотя и самыми важными — из ряда других, некоторые из которых будут иметь различную степень гравитационного элемента в своей структуре. Возможно, что первое практическое применение будет заключаться в большей свободе связи, предлагаемой изменением волновой техники, которое она подразумевает. Второе применение — использовать волновую технику для обнаружения подводных лодок, как в воздухе, так и на море. Это объединит ширину горизонта в поисковом радаре с подводной точностью магнитного воздушного обнаружения, и, действительно, оно может иметь диапазон рассеянных передач. Случайные открытия в разработке этого оборудования могут привести к формулировке новых законов, которые определят соотношение гравитации с точки зрения пригодных для использования символов движения. Пока никто не знает, как именно это произойдет, и на данном этапе промышленность и правительство могут одновременно изучить все возможные варианты применения, оказывая давление там, где результаты, по их мнению, того требуют.
В статье такого рода нелегко обсуждать детали волновой техники в коммуникациях, и ниже приведены некоторые теории, кратко изложенные, для понимания которых не требуется математической подготовки, за которыми стоит следить руководству. В частности, следует следить за количественными тестами по подъему и обогащению материала. Даже довольно небольшие коэффициенты обогащения, вероятно, будут значительными. Есть некоторые заявления о подъеме, составляющие 20% и более, и их обоснованность должна быть тщательно взвешена. Излишне говорить, что должны быть достигнуты гораздо более высокие коэффициенты, чем эти. Новые методы с высоким k и материалы с экстремальным k имеют важное значение. Высокие скорости в электростатическом движении небольших дисков стоит отслеживать (под высокой скоростью подразумеваются сотни миль в час), и некоторые из этих результатов начинают просачиваться для общей оценки. Аномалии массы и веса, новые охлаждаемые маслом кабели, интересные мегавольтные штучки, новые формы электростатического усиления с углеводородным и неуглеводородным топливом являются показательными, новые патенты в самых широких рубриках силы и движения могут иметь ценность, новые изобретения электростатических генераторов могут склонить чашу весов и необычные способы выворачивания конденсаторов наизнанку, новые идеи углового движения для барицентрического управления; и, как правило, определенные типы конфигурации тарелок являются ценными указателями на то, как работают умы.
Затем следует реакция персонала на такие события. Руководство находится в руках своих технических специалистов, и им следует опасаться технических команд, которые догматичны в этом состоянии. Утверждать, что электрогравитация — это чепуха; это так же нереально, как утверждать, что она практически существует. Руководство должно быть осторожным с людьми в своей компании, у которых закрытый ум — или даже частично закрытый ум — по этому вопросу.
Это опасный век: когда не только все возможно, но и возможно быстро. Мудрый француз однажды сказал, что нужно просто прожить достаточно долго, чтобы увидеть все «и обратную сторону всего»; и это верно, когда имеешь дело с очень продвинутой физикой высоких энергий такого рода.
Ученые не политики: они могут один раз с одобрением поменять свое мнение, а второй раз даже безнаказанно. Возможно, им придется сделать это на долгом пути к достижению этого практически идеального воздушного судна. Так легко увязнуть в проблемах настоящего; и хотя политика должна разрабатываться, по сути, с учетом настоящего — а в авиации консервативная политика всегда окупается — задача и долг руководства — смотреть вперед так же далеко, как и лучшие из его технических специалистов, при оценке состояния отрасли.
(конец части 1)
