ТОННЕЛЬ
Выпуск № 23 (2007)
TUNNEL

Одно из странных предсказаний квантовой теории состоит в том, что каждый кубический сантиметр явно пустого пространства содержит огромное количество энергии. Физики называют эту энергию пулевой, поскольку она существует даже при абсолютном нуле. И хотя теории предсказывает, что нулевая энергия должна существовать, а эксперименты подтверждают, что она есть, физики не могут ответить на вопрос, откуда она берется.

Гарольд Путхофф (Институт перспективных исследований, Остин, штат Техас) выполнил расчеты, которые показали, что спектр электромагнитного излучения, связанного с нулевой энергией, может возникать сам по себе в процессе, который похож на ловлю котом собственного хвоста (см. "Physical Review А", том 40, стр. 4857).

Нулевая энергия связана со всеми природными полями сил, включая электромагнитные поля. И она появляется совершенно естественно в уравнениях, которые описывают "квантованное" поле, как только физики начинают объединять теорию электромагнетизма с квантовой теорией. А обычно нулевая энергия является ненаблюдаемой.

Формально физики говорят о бесконечно большом количестве энергии. Однако, даже когда они налагают соответствующие ограничения при высоких частотах, то все равно считают, что пулевая энергия сравнима с плотностью энергии внутри атомного ядра.

Физики не сомневаются, что поля, связанные с нулевой энергией, создают физические последствия. Примером может служить ламбовское смещение спектральных линий атома. В этом случае поля возмущают электрон в атоме, и когда электрон совершает переход из одного состояния в другое, испускается фотон, частота которого несколько "смещена" от нормальной величины.

Другим измеримым последствием полей, связанных с нулевой энергией, является эффект Казимира, который представляет собой силу, появляющуюся между двумя тесно прижатыми металлическими пластинами. Эта сила возникает благодаря так называемому радиационному давлению нулевой энергии фонового электромагнитного поля. Однако волн некоторой длины между пластинами нет, и плотность энергии оказывается ниже плотности энергии в пустом пространстве.

Путхофф высказал предположение, что пулевая энергия может генерироваться за счет излучения "квантованных" флуктуаций и рассчитал характеристики излучения заряженных частиц, образованных квантованными флуктуациями во Вселенной. Все заряженные частицы, испытывающие ускорение, испускают электромагнитное излучение, интенсивность которого обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. Однако, поскольку среднее объемное распределение таких частиц в сферических оболочках вокруг любого точечного источника пропорционально площади оболочки, т.е. квадрату расстояния, сумма вкладов от окружающих оболочек создает поле излучения с высокой плотностью энергии. Путхофф считает именно таким поле, связанное с нулевой энергией.

Возможно, что поля нулевой энергии управляют движением всех частиц вещества во Вселенной, и, в свою очередь, сумма движений частиц по всей Вселенной генерирует поля нулевой энергии. Путхофф рассматривает такое явление как "самовосстанавливающийся космологический цикл с обратной связью".

В его расчетах допускается так называемая инфляционная космология - популярная в настоящее время теория происхождения Вселенной. Путхофф предсказал распределение частот и порядок величины нулевой энергии и подтвердил гипотезу о том, что поля нулевой энергии генерируются динамическим путем. Он получил математическое выражение, которое связывает плотность нулевой энергии с такими факторами, как средняя плотность вещества во Вселенной, размеры Вселенной. Это выражение также является точным выражением для наблюдаемого "космологического совпадения", впервые обнаруженного П. Дираком. Такое совпадение связано с тем, что отношение интенсивностей электромагнитной силы между электроном и протоном к гравитационной силу между такими же частицами очень близко к отношению расстояния Хаббла к размеру электрона.

Согласно данным, полученным Путхоффом, такое космологическое совпадение является следствием космологического механизма, который генерирует нулевую энергию.

Источник: "New Scientist" (Англия), том 124, № 1693, 2 декабря 1989 г.