ЗНАК ВОПРОСА 2002 № 01 - Станислав Николаевич Славин

Но все это в довольно отдаленном будущем. А пока… Пока, чтобы просто зарегистрировать нейтрино, пришлось детектор — огромный бак, содержащий несколько тонн четыреххлористого этилена, — разместить в непосредственной близости от ядерного реактора. Реактор — очень мощный источник нейтрино. Он создает (в сечении на один квадратный сантиметр) поток в несколько тысяч миллиардов нейтрино в секунду. И вот весь этот ливень нейтрино проходил через детектор почти совершенно бесследно. Лишь одно из многих миллиардов нейтрино вступало в реакцию с ядром хлора. Образовавшееся в результате реакции ядро радиоактивного аргона регистрировалось специальным счетчиком.

В этом опыте малая чувствительность приемника компенсировалась большой интенсивностью потока нейтрино. Однако для космической связи такая чувствительность совершенно недостаточна.

Так что, если другие цивилизации умудрились создать приемники нейтрино, во много миллиардов раз более чувствительные, чем это удалось нам, и ведут передачи прямо сквозь нас и сквозь Землю, то мы этого пока почувствовать не можем. И участвовать в таком разговоре тоже пока не в состоянии.

СТАВКА — НА ГРАВИТОНЫ

Другой вид излучения, который мы еще только учимся принимать, — это гравитационные волны. По сути дела они открыты пока только теоретически. Их существование предсказано общей теорией относительности Эйнштейна еще в 1916 году. Однако экспериментально установить существование гравитационных волн пока не удалось.

Несколько лет назад появились сенсационные сообщения американского физика Дж. Вебера о том, что ему удалось зарегистрировать гравитационные волны. Но наблюдения других физиков не подтвердили его результаты.

И хорошо, что не подтвердили. Потому, что чувствительность приемника в опытах Вебера была такова, что если бы он на самом деле регистрировал гравитационные волны, то это означало бы, что дни нашей Галактики сочтены. Чтобы на Землю приходил сигнал такой интенсивности, какую смогли зарегистрировать приемники Вебера, в центре нашей Галактики должно превращаться в гравитационные волны 10000 солнечных масс вещества в год. Но общая масса Галактики, по современным оценкам, составляет лишь около 100 миллиардов солнечных масс. И значит, уже через какие-нибудь десять миллионов лет от нашей Галактики ничего бы не осталось. Конечно, чувствительность гравитационных приемников Вебера далека от предельно возможной. Уже предложены способы повышения ее в тысячи раз. Не исключено, что с помощью таких усовершенствованных приемников и удастся наконец поймать гравитационные волны из космоса. Однако вряд ли это будут сигналы от внеземных цивилизаций, ибо преобразование вещества в энергию гравитационных волн в таких масштабах, как было выше подсчитано, вряд ли по силам даже очень развитой цивилизации.

Но может быть, мы должны не отчаиваться из-за того, что пока не в состоянии зарегистрировать гравитационные сигналы из космоса, а попытаться самим генерировать на Земле эти сигналы? В принципе это вполне возможно. Простейший генератор гравитационных волн представляет собой стержень с двумя массивными грузами на концах, который нужно вращать вокруг центра тяжести. Скорость вращения должна быть как можно большей, потому что мощность излучения гравитационных волн пропорциональна скорости вращения в шестой степени. Мощность излучения растет также с увеличением массы грузов и длины стержня.

К сожалению, скорость вращения ограничена прочностью стержня. Н если увеличивать и увеличивать скорость, то в конце концов стержень разорвется — под действием центробежной силы. Если сделать стержень из самой прочной стали толщиной в один метр и длиной в десять метров, а массу грузов довести до ста тонн, то максимально допустимая скорость вращения будет 300 оборотов в минуту. При этом мощность излучения гравитационных волн составит 10-9 ватта.

Это, конечно, очень мало. Сравните: чувствительность приемника Вебера около 1 ватта на квадратный сантиметр.

А ЗВЕЗДЫ-TO КРУГЛЫЕ!

В 1973 году «Астрономический журнал» опубликовал статью Л. X. Мигеля, сотрудника Института экспериментальной метеорологии, в которой высказывалась идея, существенно меняющая наш пессимистический взгляд на возможности межзвездной связи. В своих соображениях Ингель опирается на общеизвестный факт: звезды, и в частности наше Солнце, имеют форму шара. А круглые тела помимо многих замечательных свойств обладают еще и таким — они могут фокусировать лучи.

А что, если использовать Солнце как гигантскую линзу для фокусировки каких-нибудь лучей?

Для этого нужно соблюсти два условия. Во-первых, Солнце должно быть прозрачно для таких лучей. Во-вторых, оно должно преломлять их, то есть менять направление их распространения.

Практически для всех лучей электромагнитной природы — радиоволн, света, рентгеновских и гамма-лучей — Солнце непрозрачно. Но оно прозрачно для нейтрино и для гравитационных волн. А как с преломлением? Будут ли нейтрино и гравитационные волны, проходя сквозь Солнце, отклоняться? Будут. Хотя воздействие солнечного вещества на эти лучи и очень мало, но на помощь приходит сила тяжести.

Согласно знаменитой формуле Эйнштейна Е = мс2 все, что имеет некоторую энергию, должно обладать также и массой. В том числе и нейтрино и гравитационные волны. Значит, на них будет действовать сила тяжести, и под действием этой силы они будут отклоняться в сторону центра Солнца.

Только луч, идущий через самый центр Солнца, не отклонится, так как на него действует одинаковая сила притяжения со всех сторон. Чем дальше от центра, тем сильнее отклонение, потому что тем больше разница в массе вещества, действующего на луч с одной и с другой стороны. Луч, идущий у самого края светила, отклонится сильнее всего потому, что с одной стороны на него действует вся масса Солнца, а с другой — практически ничего.

Таким образом, параллельный пучок лучей, пройдя сквозь Солнце, соберется где-то в одну точку. Расчеты показали, что для звезды с размерами и массой нашего Солнца точка фокуса будет удалена на расстояние 40 млрд, км от звезды. Это не так уж много — несколько больше диаметра Солнечной системы (радиус орбиты Плутона — последней планеты в нашей системе — 6 млрд. км).

Фокусировка значительно увеличивает интенсивность излучения. Выигрыш тем больше, чем больше размер линзы. Огромные размеры Солнца позволяют получить при фокусировке выигрыш во много миллиардов раз. Чтобы использовать этот выигрыш, надо всего лишь поместить приемник гравитационных волн на космический корабль, а кораблю удалиться на 40 млрд, км от Солнца и найти там точку фокусировки гравитационных волн. Именно сюда придет усиленный в миллиарды раз межзвездный сигнал.

КОСМИЧЕСКИЙ ПЕРЕГОВОРНЫЙ ПУНКТ

Для каждой звезды, от которой мог бы идти к нам сигнал, существует своя точка фокуса. Эта точка расположена в том месте, где прямая, соединяющая звезду с Солнцем, пересекается со сферой радиусом 40 млрд, км. Перемещаясь из точки в точку по этой сфере, космический корабль сможет принимать гравитационные сигналы