Что такое антигравитация

Под антигравитацией обычно понимают некую силу, противоположную гравитации, которая либо просто уменьшает\экранирует гравитацию, либо превышает ее неким «гравитационным отталкиванием». Чаще всего фантасты ставят знак равенства между антигравитацией и левитацией, подразумевая парение в воздухе без отталкивания от воздуха (без крыльев, без мотора). Станислав Лем в романе «Возвращение со звезд» изобрел антигравитационное поле, которое, высвобождаясь при авариях транспорта, гасило инерцию движения и полностью компенсировало силу удара, тем самым исключая травмы и смерти людей.

Однако существует ли антигравитация хотя бы теоретически?

Гравитация со знаком «минус»

Гравитация — это самое слабое и самое дальнодействующее из фундаментальных взаимодействий, известных в природе, которое, тем не менее, сильно влияет и на нашу повседневную жизнь, и на развитие техники.

Самую адекватную модель гравитации предлагает сегодня общая теория относительности. В этой модели пространство и время Вселенной можно представить в виде батута, по которому катаются шары различной массы.

Никакой модели антигравитации сегодня не существует. Нет и никаких экспериментальных данных, свидетельствующих о наблюдении эффектов, которые можно было бы списать на антигравитацию.

Рассуждая чисто умозрительно, можно представить себе двусторонний пространственный батут, по которому массивные шары катаются с двух сторон, причем, одни продавливают его вниз – это гравитация, а вторые, которые с точки зрения наблюдателя, находящегося на нашей стороне, катаются с изнанки батута – вверх. Но такая умозрительная конструкция не отвечает на вопрос о том, как взаимодействуют массы и антимассы, находящиеся на разных сторонах Вселенского батута, и взаимодействуют ли они вообще. И, если взаимодействуют, то как это можно установить в эксперименте? Сегодняшнее понимание структуры пространства-времени, равно как и экспериментальные возможности, недостаточны для развития теории в этом направлении.

Работы Бонди и Форварда

В 1957 году Герман Бонди, британский математик и космолог, в работе в журнале «Reviews of Modern Physics» показал, что масса может быть и положительной, и отрицательной, и что допущение этого не ведёт к логическому противоречию в известных физических теориях. Выводы Бонди проверил и подтвердил  американский физик (и писатель-фантаст) Роберт Л. Форвард. В дальнейшем Бонди и Форвард смогли описать некоторые ожидаемые свойства частиц с отрицательной массой, которые будут притягиваться друг к другу, но отталкиваться от частиц из обычной материи. Проблема состоит в том, что ни подобной материи, ни частиц, из которых могли бы сложиться ее атомы, до настоящего времени не обнаружено. Нет даже теоретических предсказаний на этот счет.

Таким образом, «истинная» антигравитация, понимаемая как гравитация с обратным знаком, равно как и антигравитационное поле, являются на сегодняшний день чистой фантастикой. То, что эта фантастика не противоречит в явном виде известным физическим законам, еще не означает, что она имеет какое-то отношение к реальности.

Заменители антигравитации

За неимением лучшего, на роль антигравитации предлагают различные способы удержания разных тел в полете, путем уравновешивания силы гравитации,  но без использования аэродинамических эффектов и архимедовой силы (что исключает самолеты, планеры, птиц, насекомых и дирижабли из понятия «антигравитация»).

 

На роль заменителя антигравитации, то есть силы, уравновешивающей гравитацию, обычно предлагают либо механические конструкции, не выходящие за пределы известных законов физики (см. видео вверху), либо электромагнитные эффекты, построенные на отталкивании одноименных магнитных полюсов. На этих эффектах построены

Игрушки, построенные на принципе отталкивания магнитов, выглядят эффектно, а появление в 1983 году высокоэффективных неодимовых магнитов Nd₂Fe₁₄B, которые теперь есть в свободной продаже, сделало такие опыты доступными каждому.

 

Помимо игрушек, на этом же принципе отталкивания одноименных магнитных полюсов построены поезда на «магнитной подушке» (маглев). Они вполне функциональны, но очень дороги в эксплуатации, поэтому  гораздо менее популярны, чем того ожидали авторы научно-популярных журналов в 70-х годах прошлого века.

Живых существ тоже можно заставить парить с помощью магнитов. Вода, из которой примерно на 70% состоит любой организм, обладает диамагнитными свойствами. Под действием магнитного поля она намагничивается против направления основного магнитного поля, то есть отталкивается магнитом. В 2009 году физики из Университета Миссури по заказу NASA создали устройство, в котором впервые левитировали теплокровные животные — а именно, мыши весом до 10 г. Устройство фактически имитировало невесомость, в которой мыши могли находиться очень долго — хоть сутками.

Еще один научный эксперимент вызвал огромный интерес NASA, однако он не был подтвержден никем, кроме его автора. Инженер из России Евгений Подклетнов, работавший в Институте материаловедения Технического университета в Тампере, в 1992 году опубликовал в голландском рецензируемом научном журнале о сверхпроводимости Physica-C статью. В этой статье утверждалось, что предметы, помещенные над вращающимся диском из керамического сверхпроводника, теряют часть своего веса (0,3%). Следующая статья, отправленная Подклетновым в 1996 году в авторитетный британский журнал Journal of Physics-D, утверждала, что можно благодаря вращающемуся диску из сверхпроводника уменьшить вес предметов уже на 2%. Однако эта статья, хоть и принятая к публикации, не вышла, поскольку ее содержимое еще до публикации попало в газеты и стало сенсацией желтого толка. Подклетнов статью отозвал, но его эксперименты уже попали в поле зрения научных и оборонных ведомств.

Антигравитация Гребенникова: лженаука и легенды

Создать летающую машину на основе антигравитации пытались многие ученые и безумцы прошлого, обладающие достаточно большим воображением. На склоне лет Тесла разрабатывал проект летающей машины на основе вращающегося диска. Он должен был, согласно заметкам Тесла, «выполнять работу, используя силу гравитации… мы должны всего лишь изобрести способ, как экранировать эту силу. Если подобным экраном закрыть половину диска, на вторую половину будет действовать сила тяжести, и под ее действием диск будет непрерывно вращаться…» Вот только маленькую закавыку с экранированием гравитации Тесла так и не преодолел.

Одной из самых известных легенд такого рода стал «гравилет» советского энтомолога Виктора Гребенникова. Энтомолог-самоучка предположил, что насекомые летают за счёт «эффекта полостных структур»  — то есть антигравитации. В конце 80-х построил «гравилёт» из деревянного этюдника и руля от самоката, на котором, по словам создателя, летал по лесам для энтомологических исследований. Антигравитация Гребенникова стала темой его книги «Мой мир», которая доступна в Интернете. Описание летательного аппарата имеется в пятой главе. Также в Сети можно найти также целые сообщества, занятые строительством аппаратов Гребенникова, и, присоединившись к ним, воспарить над скучной реальностью.