Периодически в газетах появляются сообщения о том, что будто бы вакуум обладает энергией, и что если ее извлекать, то этого хватит на все нужды человечества с лихвой. Одни люди верят таким статьям, другие нет. В этом посте я хочу продемонстрировать читателям способ, позволяющий проверять подобные сообщения "на вшивость".

Способ этот называется "логическое мышление". Из невинных на первый взгляд допущений можно логически вывести очень интересные следствия. Именно так построены точные науки: "аксиоматический метод". Вся Евклидова геометрия на плоскости следует всего из трех "невинных" на первый взгляд допущений:

1) Какова бы ни была прямая, существуют точки, лежащие на ней и не лежащие на ней;
2) через две точки можно провести одну и только одну прямую;
3) Через точку, не лежащую на прямой, можно провести одну и только одну параллельную ей прямую.

Все остальное - типа признаков равенства треугольников, теоремы Пифагора, синусов и косинусов - следует из этих трех простых аксиом. Невероятно? Но откройте школьный учебник геометрии за 7й класс - там этот процесс вывода следствий и теорем из аксиом приведен наглядно. Думаю, что многие читатели все это изучали в школе.

Но вернемся к энергии вакуума. Попробуем применить к ней "аксиоматический метод". Допустим, что это правда: один литр вакуума обладает каким-то там количеством энергии, которую можно извлечь. И посмотрим, что из этого выйдет.

Как правило, в статьях идет речь именно о конечном количестве энергии, приходящейся на литр вакуума. Уж не знаю, почему. Наверно потому, что еще со школы всем вбивается в голову, что ничего бесконечного в мире не бывает. Не верят читатели сообщениям про бесконечный источник энергии (вечный двигатель). Поэтому приходится слегка "портить" свое изобретение: оно может извлечь из вакуума лишь конечное, хотя и огромное количество энергии.

Первое следствие: вакуум (пространоство) может находиться в двух состояниях. Первое состояние (1) - с энергией, второе состояние (0) - без нее. Извлечение энергии из вакуума должно переводить его из первого состояния во второе. Ну чтобы нельзя было природу обмануть и извлечь энергию из того куска вакуума, откуда она уже была полностью изъята. Также возможны промежуточные состояния: когда из какого-то куска вакуума энергия извлечена, но не полностью.

То пространство, в котором мы живем - оно с энергией, если верить статье. То есть все привычные нам свойства пространства характерны именно для того пространства, которое находится в состоянии 1. В состоянии 0 эти свойства могут быть другими. Например, в таком измененном пространстве может быть другой скорость света, или оно вообще не сможет содержать вещество. Кто его знает.

Есть еще один интересный момент. Известно, что Земля и Солнечная система движутся в пространстве. Допустим, мы построили машину, извлекающую энергию из вакуума. Что будет с истощенным куском пространства, который образуется в результате работы машины? Будет ли он двигаться вместе с машиной и Землей в окружающем пространстве? Или он останется "на месте", то есть улетит от Земли с огромной скоростью?

Оба случая приводят к интересным следствиям. В первом случае образуется "дырка в вакууме", которая движется вместе с машиной, ее создавшей. Во втором случае "дырка" двигалась бы относительно Земли, но в принципе можно было бы измерить ее скорость, пока она не успела далеко улететь. Допустим, построить еще одну машину для "доения вакуума" на некотором удалении от первой. Если вторая машина испытает перебой в работе, то значит она находится на пути "дырки", и по задержке можно определить ее скорость.

Знающие люди сразу сообразят, что второй случай позволяет не больше, не меньше, измерить скорость эфирного ветра и найти абсолютную систему отсчета! И это противоречит частной теории относительности Эйнштейна, ее основному принципу о равноправии всех инерциальных систем отсчета.

В первом же случае, если теория Эйнштейна не нарушается, то созданная машиной "дырка в вакууме" будет покоиться относительно инерциальной системы отсчета. Земля является таковой лишь приблизительно, следовательно дырка все равно улетит от машины, только медленнее. Но это "медленно" лишь относительно скорости света. Думаю, что скорость отлета дырки будет сопоставима со скоростью самолета или хотя бы автомобиля, то есть все равно очень быстро по человеческим меркам. И тут все будет зависеть от того, как быстро работает машина, истощающая вакуум.

Если она работает мгновенно, то после одного включения образуется сильно истощенный участок пространства ("дырка"), которая быстро улетает. Как и куда девается мгновенно высвобожденная энергия, масштабы которой - если верить статье - сопоставимы с энергией ядерного взрыва - это уже второй вопрос.

Если же машина работает медленно, то она не будет успевать истощать находящееся внутри нее пространство, по мере его замены новым. В результате образуется линия частично истощенного пространства - этакие каракули в космосе.

Практически все известные людям физические процессы происходят в природе естественным образом. Это касается и ядерных реакций, и химических. Интересно, может ли процесс высвобождения "энергии вакуума" происходить во Вселенной спонтанно, без участия человека?

Если может, то пространство вокруг нас из-за этих спонтанных реакций "выделения энергии" должно быть испещрено истощенными или частично истощенными участками, неоднородностями. Их обнаружение и измерение позволило бы многое узнать о Вселенной, аналогично тому, как много информации получают астрономы, изучая неоднородности реликтового излучения Большого взрыва.

Большие количества энергии никогда не пропадают бесследно. Если, допустим, когда-то в ощутимых масштабах энергия вакуума выделилась самопроизвольно - то где она теперь? Наблюдаемые параметры Вселенной, насколько мне известно, довольно непротиворечиво описываются моделью Большого взрыва, где никакая "энергия вакуума" не привлекается. То есть гипотеза о самопроизвольном высвобождении энергии вакуума в ощутимых масштабах противоречит данным наблюдений.

Если этот процесс не может происходить спонтанно - то надо обосновать, почему. То есть доказать, что условия, при которых этот процесс происходит, не существовали и не могли существовать до того, как за дело взялся человек. И даже если это будет доказано - то встанет вопрос о внеземных цивилизациях. А что если они тоже научились извлекать энергию из вакуума? Если смогли мы, то должны были смочь и они. Тогда не исключено, что следы их деятельности можно наблюдать на Земле, изучая неоднородности насыщенности пространства энергией. То есть опять-таки получается, что пространство должно быть неоднородным - как минимум из-за следов деятельности ВЦ.

Честно говоря, я не завершил процесс этих размышлений на тему "а что если" до логического конца - то есть до вывода о том, что допущение возможности извлечения энергии из вакуума приводит к противоречию. Но надеюсь, читателю стало ясно, что подобные предположения имеют огромный масштаб влияния на наблюдаемую нами Вселенную. И вводить такие аксиомы, которые не приводили бы рано или поздно к противоречию - дело очень трудное. Лишь немногие теории выдерживают испытание логикой и практикой.
В колонках играет - Frank Klepacki - Dune 2