Современная техника знает пока лишь один способ «уничтожения» веса: надо подействовать на него силой, которая бы уравновесила силу гравитации. Скажем, принципиально возможно представить себе ситуацию, когда металлический предмет может быть подвешен в воздухе силой находящихся от него в некотором отдалении магнитов. Еще проще заставить противодействовать друг другу одноименные полюса магнитов — на таком способе основана магнитная подвеска вагонов нового вида транспорта — монорельса.
Но вот как быть с немагнитными материалами, а тем более — с живой материей? Лучшие умы человечества веками старались получить ответ на этот вопрос, пытались разобраться в теории гравитации.
Гравитация влияет практически на все вокруг нас. Не будь ее, молекулы воздуха с нашей планеты моментально улетучились бы в космос. Под воздействием гравитации текут реки, рушатся горы, стоят дома, действуют плотины и маятники часов. Гравитация же отвечает за то, что нас не сбрасывает с вращающегося земного шара, хотя скорость вращения и немаленькая: на экваторе она составляет 500 м/с. Да и сами Солнце, Земля и другие звезды и планеты вряд смогли бы возникнуть без гравитации; согласно существующим ныне представлениям, все небесные тела слиплись из гигантских облаков пыли и газа именно под действием гравитации.
Более 300 лет тому назад итальянец Галилео Галилей установил, что одна и та же сила притягивает к Земле камень и удерживает Луну при ее движении по орбите вокруг Земли. На долю его английского коллеги Исаака Ньютона выпала судьба перевести эти понятия из качественной в количественную форму, т. е. создать первую теорию гравитации. Суть своих рассуждений Ньютон выразил в законе всемирного тяготения. В соответствии с ним гравитация — это сила, действующая между двумя телами в пространстве пропорционально квадрату расстояния между ними, а также зависит от массы самих тел — чем больше масса, тем больше сила. С помощью этого закона можно рассчитать и объяснить очень многое, начиная от падения яблока с яблони и кончая обращением планет по своим орбитам. Однако саму природу гравитации Ньютон объяснить все-таки не смог.
Следующую попытку сделал в 1905 году всем известный Альберт Эйнштейн. Согласно его общей теории относительности, сила тяжести — собственно никакая не сила, а скорее свойство пространства и времени. Материя, как утверждал Эйнштейн, «искривляет» пространство. В качестве простейшей картинки, иллюстрирующей это представление, можно вообразить себе натянутое резиновое полотно — пусть оно будет символизировать мировое пространство. Положим на это полотно стальной шарик — модель Солнца. Своим весом шар прогнет полотно. И если теперь мы покатим по полотну маленький шарик-планету, то траектория его пути обязательно изменится; он будет скатываться по уклону, как бы притягиваться шаром-Солнцем. «Поле тяготения как бы искривляет пространство-время», — полагал Эйнштейн.
И на это искривление, согласно теории относительности, реагируют не только массивные тела, но даже световые лучи и само время. Луч света, исходящий от далекой звезды, проходя мимо Солнца искривляется в его поле тяготения, и это искривление фиксируется приборами. Атомные часы, работающие на Земле, в конце концов отстают от таких же часов, помещенных на орбиту, в невесомость. Это значит, что при усилении силы гравитации время течет медленнее.
Эйнштейн также предсказывал, что в пространстве должны существовать гравитационные волны; при взрывах звезд структура пространства — времени должна нарушаться, по нему как бы пробегает некая «рябь». В нашей модели с резиновым полотном это можно представить себе как раскачивание, колебание полотна, приводящее к высвобождению маленького шарика, приткнувшегося к боку большого.
В свою очередь, гравитационные волны должны приводить к искажению материи, сквозь которую они пролетают. И вот это искажение, которое должно подтвердить правильность рассуждений Эйнштейна, и стараются ныне уловить ученые многих стран. Например, вот какой оригинальный эксперимент придумали и осуществили в наши дни американские ученые из Лаборатории реактивного движения в Пассадине совместно со своими коллегами из Европейского космического агентства.
Исследователи решили воспользоваться благоприятным расположением трех космических аппаратов — марсианского зонда, межпланетного аппарата «Галлилей», запущенного к Юпитеру, и солнечного зонда «Улисс». Каждый из этих аппаратов в заданном ему направлении и вовсе, казалось бы, не предназначен для участия в поисках гравитационных волн. Но в том-то как раз и заключается красота, изящество этого эксперимента, что побочные результаты могут быть получены без дополнительных расходов и усилий.