Tiesības uz gravitāciju.

Antona Pervušina raksts no žurnāla "Mir fantastiki", 2016. gada aprīļa numura.

Pasaulē visu caurvij gravitācija. Vēl vairāk, tieši gravitācija strukturē matēriju un katrs fiziskais process, ieskaitot dzīvību, pakļaujas tai. Cilvēki tās iespaidu jau apzinājās civilizācijas sākotnē, taču nopietna zinātniska apspriešana sākās tikai Johana Keplera laikā. XVII gadsimta astronoms bija cieši pārliecināts, ka planētu kustības uzturēšanai ap Sauli ir nepieciešams neredzams, magnētiskajiem spēkiem līdzīgs spēks, kas spēj izplatīties kosmosa tukšumā. Vēl vairāk, Keplers pareizi saprata, ka Zemes paisumus arī izsauc gravitācijas iedarbība, šajā gadījumā - Mēness gravitācija. Franču domātājs Renē Dekarts piekrita Keplera idejai par visuresošu, neredzamu spēku, taču domāja, ka tas tiek nodots ar ļoti sīku daļiņu palīdzību.

Vēlāk Īzaks Ņūtons formulēja Vispasaules gravitācijas likumu, no tā tieši sekoja, ka gravitācijas spēks ir atkarīgs no mijiedarbībā atrodošos ķermeņu masas un attāluma starp tiem. Turklāt pats šis spēks ir tik niecīgs, ka tā iedarbība kļūst jūtama tikai tad, ka runa ir par ķermeņiem, tik lieliem kā planēta. Starp citu, Ņūtons neko nevarēja teikt par šī spēka darbības mehānismu, un zinātnē ilgi valdīja uzskats, ka ķermeņu savstarpējo pievilkšanos tomēr rada ļoti sīkas daļiņas: ar laiku šis viedoklis izvērtās par ētera teoriju.

 

 

Tieši uzskatu par gravitācijas "vieliskuma" pamata arī tika veidoti XIX gadsimta beigu fantastiskie romāni, kur tika stāstīts par lidojumiem uz citām planētām. Ja gravitācija patiešām ir reālu daļiņu darbība, tad pilnīgi iespējama bija tādas vielas vai iekārtas izgudrošana, kas tās "atgrūda".

XIX gadsimta otrajā pusē pat rakstniekiem kļuva skaidrs, ka līdz Mēnesim, Marsam un zvaigznēm nevar nokļūt: ar vētras nesta kuģa, gaisa balona, putnu saišķa un zirdziņa-kuprainīša palīdzību. Taču raķetes tajā laikā vēl nebija godā, tāpēc nācās izgudrot visdažādāko eksotiku: saprātu apmaiņu, maģiskus spēkus, gigantiskus lielgabalus. Uzskats, ka pievilkšanās spēkam ir materiāla daba, bet pašu telpu piepilda sīkas (taču sajūtamas), dažāda veida ētera daļiņas, deva cerību, ka šī telpas īpašība var tikt izmantota ātriem lidojumiem - ja tiek radīta konstrukcija, kas ekranizē gravitāciju.

Iespējams, ka pirmais darbs, kur aprakstīta antigravitācija, kā pārvietošanās līdzeklis ir "Stāsts par ceļojumu uz Mēnesi" (The History of a Voyage to the Moon, 1864), ko sarakstījis kāds angļu rakstnieks H. Kouens, kurš paslēpies zem pseidonīma Hrizostoss Trumens.

Romānā Zemes cilvēki dodas kosmosā ar kuģi, kas izmanto "atgrūdošu" vielu. Kā nākošais garajā tekstu rindā stāv garstāsts "Neparastais atklājums un tā neskaitāmās sekas" (Prodigieuse découverte et ses incalculables conséquences sur les destinées du monde, 1866-1867), ko sarakstījis franču jurists Armands Oduā, arī ar pseidonīmu K. Nagriens. Starp citu, par šī stāsta autoru ilgi uzskatīja Žilu Vernu [http://www.persee.fr/doc/abpo_0003-391x_1966_num_73_3_2363], kaut arī fantastikas klasiķis antigravitācijas ideju uzskatīja par nezinātnisku. Oduā, liekas, pirmais formulēja koncepciju, ko fantasti izmantoja vairāk par pusgadsimtu: līdzīgi kā elektrībai ir pozitīvi un negatīvi lādiņi, bet magnēts gan pievelk, gan atgrūž, tā arī matērijai jāpiemīt gravitācijas simetrijai, tas ir, ir "plus-gravitācija" un ir "mīnus-gravitācija".

Savā romānā "Caur Zodiaku" (Across the Zodiac, 1880) par lidojumu uz Marsu angļu prozaiķis Persijs Gregs ieviesa jaunu terminu - "aperģija", kas nozīmē antigravitācijas enerģiju. Vārdiņu izmantoja arī citi fantasti - piemēram, Džons Astors romānā "Ceļojums uz citām pasaulēm" (A Journey in Other Worlds: A Romance of the Future, 1894). Starp citu, bija sastopami arī citi varianti: Kurta Lasvica "diabariskā viela", Aleksandra Bogdanova "mīnus-matērija", Klementa Fezandijē "radalumīnijs", Nikolaja Muhanova "nebūlijs", Viviana Itina "onteīts", Edvarda Smita "iks-metāls".

Protams, pati pazīstamākā antigravitācijas viela ir "keivorīts", ko izdomāja anglis Herberts Velss romānā "Pirmie cilvēki uz Mēness" (The First Men in the Moon, 1901). Ar viņu saistās visai nepatīkams stāsts. Kad romāns ieraudzīja dienas gaismu, cits angļu fantasts Roberts Kromijs, kurš agrāk bija izdevis grāmatu "Metiens telpā" (A Plunge into Space, 1890), apvainoja Velsu tiešā plaģiātā: re, viņa tekstā arī ir antigravitācija un tērauda lode, kas domāta starpplanētu ceļojumiem, gaisa slūžas, lai izietu uz citas planētas virsmas un visādi jocīgi efekti, kas saistīti ar samazinātu gravitācijas spēku. Savus apsvērumus Kromijs izteica atklātā vēstulē "Tiesības uz gravitāciju", ko publicēja presē. Velss asi atbildēja, sakot, ka neko nav zinājis ne par Kromiju, ne par viņa "Metienu telpā", viņu ir iedvesmojuši lielā Žila Verna romāni. Tad arī pats Roberts Kromijs atkāpās, pasakot, ka gribējis tikai nodrošināties, ka viņu pašu neapvainos plaģiātā par idejas aizņemšanos, jo viņa grāmata tiks izdota atkārtoti.

Tā antigravitācijas aparāti un kuģi kļuva par ierastu fantastikas atribūtu, bet drīz arī tos aizņēmās konspiroloģija un ufoloģija: piemēram, uzskata, ka slavenie „lidojošie šķīvīši” izmanto tieši šo principu, lidojot virs Zemes. Starp citu, pirmo „lidojošo šķīvīti”, kas sasitās uz mūsu planētas, aprakstīja augstāk minētais Persijs Gregs.

Tajā pašā laikā, vēl pirms XX gadsimta sākuma, fiziķi rūpīgu eksperimentu ceļā apgāza hipotēzi par ētera eksistenci un nonāca strupceļā: gravitācijas daba palika nesaprasta.

1916. gadā vācu zinātnieks Alberts Einšteins publicēja savus teorētiskos pētījumus, kas šodien ir pazīstami kā Vispārīgā relativitātes teorija (VRT). Tajā viņš piedāvāja „ģeometrisku” interpretāciju gravitācijas dabai. Izrādās, lai izskaidrotu tās darbību nevajag izdomāt kaut kādus īpašus laukus vai daļiņas. Iedomājieties virsmu no mīksta materiāla, uz tā atrodas smaga metāla lodīte. Zem tās veidojās bedrīte, tās diametrs ir lielāks par lodītes diametru. Ja garām ripo cita lodīte, tad tā var nokļūt šajā bedrītē un atkarībā no ātruma tā, vai nu aizskries garām, vai ieripos centrā, vai arī ilgi „skraidīs”pa bedrītes sienām. Katri masīvi ķermeņi ir lodītes, kas izliec telpas-laika kontinuumu „gravitācijas piltuvē”.

Neskatoties uz matemātisku izturētību, VRT piekrita ne jau uzreiz. Tāpēc Einšteins aprakstīja vairākus efektus, to novērošana varētu apstiprināt viņa teoriju. Drīz pirmais pierādījums tika iegūts: 1919. gadā Artūrs Edingtons novēroja Saules aptumsumu un iespēja reģistrēt zvaigžņu staru nobīdi, kas gāja tuvu garām mūsu spīdeklim, un nobīde izrādījās tieši tāda pati, kā paredzēja VRT.

Starp citu, Einšteinu mocīja svarīgs jautājums. Ja Visums ir mūžīgs un bezgalīgs, kā uzskatīja progresīvie zinātnieki, tad kā izskaidrot, ka visi redzamie objekti līdz šim nav „salipuši” vienā lielā „kumšķī” gravitācijas iedarbības rezultātā? Einšteins ieviesa savā vienādojumā tā saukto „gravitācijas konstanti”, ko apzīmē ar grieķu burtu „lambda”. Pēc būtības tā nozīmē, ka dabā pastāv zināms antigravitācijas lielums, kas pretojas „salipšanai”. Taču 1922. gadā padomju matemātiķis Aleksandrs Fridmans pierādīja, ka var iztikt bez jebkādas „lambdas”, ja pieņem, ka Visums ir radies samērā nesen un no tā laika ātri izplešas. Tā kā efektus, ko aprakstīja Fridmans, astrofiziķi apstiprināja, kosmoloģijā sāka valdīt Lielā sprādziena teorija.

XX gadsimtā tika iegūti daudzi, eksperimentāli pierādīti VRT un Lielā sprādziena teorijas apstiprinājumi, tā kā antigravitācijas teorijas piekritējiem praktiski nepalika argumentu savas teorijas pareizībai. Par „pēdējo bastionu” kļuva „gravitācijas viļņu” problēma. Alberts Einšteins pareģoja, kustīgi ķermeņi ar lielu masu kontinuumā radīs uz visām pusēm viļņus, līdzīgus tiem, ko rada laiva, kas peld pa ūdeni („telpas-laika ņirboņa”). Ja tādus viļņus neizdotos atklāt, tad varētu teikt, ka VRT ir ierobežots pielietojums vismaz daļai objektu.

2016. gada 11. februārī, tas ir simts gadu pēc Einšteina atklājuma, zinātnieku grupa, kas strādāja starptautiskā projekta LIGO Scientific Collaboration sastāvā, paziņoja, spējusi fiksēt gravitācijas viļņus. To izdevās paveikt ar divu gravitācijas-viļņu observatoriju palīdzību, kas atradās ASV štatos Luiziānā un Vašingtonā. Reģistrētie gravitācijas viļņi izveidojās, kad sadūrās divi melnie caurumi, tas notika pirms 1,3 miljardiem gadu. Sadursmē sekundes desmitdaļā izdalījās enerģija, kas ekvivalenta trim Saules masām. Iedomājieties un novērtējiet mērogu!

Atklājumu uzņēma kā sensāciju, taču tas visdrīzāk apbēdināja tos, kurš ticēja, ka Einšteina teorija nav pilnīga. Tagad to var uzskatīt par pilnīgi pierādītu, bet tā, kopā ar Lielā sprādziena teoriju, izslēdz dabiskas antigravitācijas eksistenci, ko varētu izmantot, lai radītu jauna tipa dzinēju. Fantastiem atliek izmantot levitāciju (bezbalsta planēšanu magnētiskajos laukos), taču tā diemžēl nepalīdzēs tikt laukā no „gravitācijas akas”. Nāksies padomāt par citiem, daudz uzticamākiem un pārbaudītiem paņēmieniem.