Гравитационные волны, которые излучаются ускоренными телами, предсказаны Общей теорией относительности Эйнштейна еще в 1916 году, но до сих пор никто не обнаружил следов этого явления. Начиная с момента теоретического предсказания гравитационных волн ученые испробовали различные способы их регистрации, но вплоть до сегодняшнего дня все попытки были тщетны, возможно, из-за того, что величина предполагаемых сигналов находится ниже порога их обнаружения, доступного в настоящее время.
В поиске неуловимых гравитационных волн физики создают все новые сверхточные приборы больших размеров, планируют провести исследования на лазерных интерферометрах в Японии и США. Антенны этих устройств расположены на расстояниях, измеряемых километрами, но достоверных результатов регистрации волн, порожденных гравитацией, пока получено не было.
Новый подход к обнаружению гравитационных волн предложил Раймонд Чао из Калифорнийского университета в Беркли, о чем сообщается в майском номере журнала "Scientific American" в статье под многозначительным названием :"Философский камень. Сможет ли сверхпроводник преобразовать электромагнитные волны в гравитационные?" . Новая гипотеза Р. Чао предполагает, что сверхпроводник способен преобразовать радиоволны в гравитационное излучение, которое затем можно снова конвертировать с помощью сверхпроводника в исходную форму.
Как отмечает специалист по сверхпроводимости Джон М. Гудкинд из Калифорнийского университета в Сан-Диего, "первый, кто сумеет наглядно продемонстрировать такое преобразование, может смело претендовать на Нобелевскую премию по физике, но вероятность такого наблюдения, скорее всего, близка к нулю".
Раймонд Чао представил свою гипотезу в марте этого года на симпозиуме, посвященном 90-летию Джона Арчибальда Уилера, физика из Принстонского университета, а в апреле опубликовал препринт под названием "Сверхпроводник как передатчик и приемник гравитационного и электромагнитного излучения".
В своих рассуждениях он проводит аналогию между электромагнитным и гравитационным излучениями. Из его работы следует, что входящая в сверхпроводник электромагнитная волна будет частично отражена как гравитационная, которую другой сверхпроводник превратит снова в электромагнитную. То же самое должно произойти в любом электрическом проводнике, но в сверхпроводнике все электроны "шагают в ногу" - перемещаются синхронно и движутся в унисон, что усиливает предполагаемый эффект.
"Предложенные математические выкладки выглядят достаточно привлекательно", - отметил Брайс де Витт, пионер квантовой гравитации из университета штата Техас в Остине. Но его и других физиков смущает тот факт, что Чао в своих предположениях сделал ряд упрощений. И следует задаться вопросом, почему явление, если оно действительно существует, не было замечено ранее.
Пока теория обсуждается, Чао планирует поставить эксперимент в Беркли вместе со специалистом по электронике Уолтером Фителсоном. Поляризованное излучение СВЧ-диапазона (12 ГГц) будет подаваться на охлажденный сверхпроводящий диск из иттрий-бариевой керамики (YBCO) диаметром 1 дюйм (25 мм). Второй подобный диск сверхпроводника послужит детектором отраженных от первого диска гравитационных волн.
В случае удачи предложенная методика позволит воплотить множество оригинальных идей, начиная от гравитационного способа регистрации радиоволн для целей астрономии до использования гравитационных антенн для связи непосредственно через твердую землю.
В чем-то новый подход перекликается с историей открытия электромагнитных волн. Дж. Максвелл создал теорию электромагнитного поля и предсказал в 1864 году существование электромагнитных волн. В 1887 году Генрих Герц предложил удачную конструкцию генератора электромагнитных колебаний и метод их обнаружения с помощью резонанса, а на следующий год экспериментально доказал существование электромагнитных волн.
Опыты Герца повторил А. С. Попов, продемонстрировав 7 мая 1895 года грозоотметчик и высказав мысль о возможности его применения для передачи сигналов. В 1896 году он передал первую в мире радиограмму, состоящую из двух слов - "Генрих Герц".
Несмотря на существование электромагнитных волн в окружающем мире с момента рождения Вселенной, их открытие стало возможным не в результате наблюдений, а путем создания вначале теории, а затем аппаратуры, ставшей средством связи и наблюдения за космическими событиями.
Сверхпроводимость и гравитация преподносят сюрпризы и новые загадки, оставаясь явлениями таинственными и не до конца разгаданными. Много шума наделал эксперимент Евгения Подклетного, заметившего уменьшение веса тела, расположенного над вращающимся диском из сверхпроводящей керамики (см. "Наука и жизнь" № 1, 1999 г.). Группа авторов выдвинула гипотезу, что вращающийся диск сверхпроводника в какой-то мере экранировал воздействие гравитации. Несмотря на необычный характер сообщения, посвященного антигравитации, независимые эксперты рекомендовали материал к печати. Статья так и не появилась на страницах научных журналов, хотя работы в этом направлении продолжаются, но не афишируются, поскольку выполняются в ведомствах, так или иначе связанных с вопросами обороны и вооружения.
Гравитация стала своего рода камнем преткновения для многих поколений физиков, хотя первое природное явление, с которым сталкивается ребенок, когда учится ходить, - это земное притяжение, и его бывает так трудно преодолеть.
