Как по­лу­чать энер­гию из пу­сто­ты (ко­ле­ба­тель­ное дви­же­ние)?

В дет­стве ка­ча­лись на ка­че­лях? Помни­те, как рас­ка­чи­ва­лись чуть не до неба, при­се­дая в самой верх­ней точке ам­пли­ту­ды и рас­прям­ля­ясь в самой ниж­ней ее точке? Ка­за­лось, что еще немно­го и ка­че­ли во­об­ще стали бы кру­тить­ся ко­ле­сом во­круг оси. На дет­ских ка­че­лях такое невоз­мож­но из-за осо­бо­го устрой­ства оси, зато у кос­мо­нав­тов на их тре­на­же­рах это огра­ни­че­ние от­сут­ству­ет. А ведь со­глас­но за­ко­нам ака­де­ми­че­ской науки, так рас­ка­чать­ся толь­ко соб­ствен­ны­ми си­ла­ми прин­ци­пи­аль­но не до­сти­жи­мо, за­ко­ны это за­пре­ща­ют. Но ка­че­ли не знают за­ко­нов клас­си­че­ской науки, да и мы в дет­стве их не знали, по­это­му не об­ра­ща­ли вни­ма­ния на стро­гие ака­де­ми­че­ские огра­ни­че­ния и раз­вле­ка­лись от души.

Воз­мож­но, мно­гим из­ве­стен такой тер­мин «инер­ци­о­ид». Это неболь­шая плат­фор­моч­ка с че­тырь­мя ко­ле­си­ка­ми, на ко­то­рой уста­нов­ле­ны вся­кие ры­чаж­ки, ше­сте­рен­ки, экс­цен­три­ки и про­чие ме­ха­ни­че­ские при­бам­ба­сы. При этом ни­ка­ко­го при­во­да на ко­ле­си­ки быть не долж­но. Идея инер­ци­о­и­да со­сто­ит в том, чтобы толь­ко за счет внут­рен­них сил всех этих ры­чаж­ков и экс­цен­три­ков до­бить­ся устой­чи­во­го по­сту­па­тель­но­го дви­же­ния всей си­сте­мы. Ино­гда это уда­ет­ся. Это про­ис­хо­дит, когда экс­цен­три­ки вра­ща­ют­ся таким об­ра­зом, что плат­фор­моч­ка, на ко­то­рой они уста­нов­ле­ны, немно­го под­пры­ги­ва­ет в воз­дух и од­но­вре­мен­но с этим слег­ка про­дви­га­ет­ся впе­ред. Даль­ней­шее вра­ще­ние экс­цен­три­ка при­жи­ма­ет плат­фор­моч­ку к земле и она не может вер­нуть­ся в ис­ход­ное по­ло­же­ние из-за силы тре­ния. Та­ки­ми неболь­ши­ми прыж­ка­ми плат­фор­моч­ка и про­дви­га­ет­ся впе­ред. Но если ее уста­но­вить на неболь­шой пло­тик, а сам пло­тик по­ме­стить в ванну с водой, вся си­сте­ма будет со­вер­шать ко­ле­ба­тель­ные дви­же­ния взад-​вперед, но по­сту­па­тель­но­го дви­же­ния мы уже не уви­дим.

Со­глас­но твер­до уста­нов­лен­ным за­ко­нам ме­ха­ни­ки, для со­вер­ше­ния по­сту­па­тель­но­го дви­же­ния в си­сте­ме обя­за­тель­но долж­на дей­ство­вать неко­то­рая внеш­няя сила. Чаще всего в ка­че­стве такой внеш­ней силы вы­сту­па­ют силы тре­ния. И в слу­чае на­ше­го инер­ци­о­и­да тоже. Но когда мы уста­нав­ли­ва­ем инер­ци­о­ид на во­дя­ной пло­тик, сила тре­ния ста­но­вит­ся на­столь­ко незна­чи­тель­ной, что обес­пе­чить по­сту­па­тель­ное дви­же­ние си­сте­мы уже не может.

Скеп­тик может воз­ра­зить на это тем, что ре­ак­тив­ное дви­же­ние ра­ке­ты в без­воз­душ­ном про­стран­стве про­ис­хо­дит без ис­поль­зо­ва­ния внеш­них сил тре­ния толь­ко за счет внут­рен­них сил. И он будет пол­но­стью прав. Ра­ке­та дей­стви­тель­но дви­жет­ся в про­стран­стве по­сту­па­тель­но толь­ко за счет дей­ствия внут­рен­них сил. Но толь­ко сама ра­ке­та. Зато центр тя­же­сти «ра­ке­та + вы­хлоп­ные газы» оста­ет­ся на месте и ни­ку­да не дви­жет­ся. По­это­му за­прет на по­сту­па­тель­ное дви­же­ние си­сте­мы толь­ко за счет дей­ствия внут­рен­них сил ра­бо­та­ет в том числе и для ре­ак­тив­но­го дви­же­ния.

Воз­вра­ща­ем­ся к дет­ским ка­че­лям. Они яв­ля­ют­ся раз­но­вид­но­стью инер­ци­о­и­да. Когда мы при­се­да­ем в самой верх­ней точке ам­пли­ту­ды и рас­прям­ля­ем­ся в самой ниж­ней ее точке, мы ис­поль­зу­ем для дви­же­ния толь­ко внут­рен­ние силы. Ко­неч­но, тре­ние на самой оси име­ет­ся, но оно на­столь­ко мало (осо­бен­но, если взрос­лые дя­день­ки не по­жа­ле­ли смаз­ки), что по­вли­ять на ре­зуль­тат никак не может. Вот если нас будет под­тал­ки­вать папа, сто­я­щий рядом на земле, тогда все в по­ряд­ке. Папа за­ко­нам фи­зи­ки не про­ти­во­ре­чит, так как вы­сту­па­ет в ка­че­стве внеш­ней силы для нас. Но папа от­сут­ству­ет (может, за пивом пошел?) и мы долж­ны рас­ка­чи­вать­ся са­мо­сто­я­тель­но толь­ко соб­ствен­ны­ми уси­ли­я­ми.

Ино­гда это про­ти­во­ре­чие между прак­ти­кой и вроде бы твер­до уста­нов­лен­ны­ми за­ко­на­ми клас­си­че­ской ме­ха­ни­ки пы­та­ют­ся объ­яс­нить вли­я­ни­ем гра­ви­та­ции. На пер­вый взгляд идея здра­вая, ведь ка­че­ли опус­ка­ют­ся вниз под дей­стви­ем гра­ви­та­ци­он­ных сил, ко­то­рые яв­ля­ют­ся внеш­ни­ми для ка­че­лей. Но толь­ко на пер­вый взгляд. Гра­ви­та­ци­он­ное поле яв­ля­ет­ся раз­но­вид­но­стью по­тен­ци­аль­ных полей, а для по­тен­ци­аль­но­го поля спра­вед­ли­во так на­зы­ва­е­мое пра­ви­ло ну­ле­вой ра­бо­ты, сфор­му­ли­ро­ван­ное немец­ким фи­зи­ком и ма­те­ма­ти­ком Кар­лом Гаус­сом в се­ре­дине 19го века. Со­глас­но этому пра­ви­лу, энер­гию из по­тен­ци­аль­но­го поля из­влечь невоз­мож­но, сколь бы много ее там не было. Но я нашел усло­вия, при ко­то­рых энер­гия из по­тен­ци­аль­но­го поля (и гра­ви­та­ци­он­но­го в част­но­сти) все же из­вле­ка­ет­ся,и ко­то­рые Гаусс не за­ме­тил. Если очень крат­ко, тогда нужно из­ме­нять аг­ре­гат­ное со­сто­я­ние цир­ку­ли­ру­ю­ще­го по за­мкну­то­му кон­ту­ру в по­тен­ци­аль­ном поле ра­бо­че­го ор­га­на. То есть нужно, чтобы на какой-​то части тра­ек­то­рии ра­бо­чий орган дви­гал­ся в форме жид­ко­сти, а на дру­гой части - в форме пара.

Но когда мы рас­ка­чи­ва­ем­ся на ка­че­лях, мы сво­е­го фа­зо­во­го со­сто­я­ния не ме­ня­ем и все­гда оста­ем­ся в форме твер­до­го тела из плоти, крови и ко­стей с неболь­шим до­бав­ле­ни­ем се­ро­го ве­ще­ства в го­ло­ве (го­во­рят, что у неко­то­рых ин­ди­ви­ду­у­мов серое ве­ще­ство может от­сут­ство­вать, но это не вли­я­ет на общие за­ко­ны фи­зи­ки). Таким об­ра­зом, гра­ви­та­ци­он­ное поле в таком ко­ле­ба­тель­ном дви­же­нии своей энер­гии не от­да­ет. По­это­му толь­ко с по­мо­щью гра­ви­та­ци­он­но­го поля рас­ка­чать­ся на ка­че­лях так, как мы де­ла­ли это в дет­стве, не удаст­ся.

И тогда оста­ет­ся по­след­няя воз­мож­ность спа­сти за­ко­ны фи­зи­ки: фи­зи­че­ский ва­ку­ум. Я уже много писал про эту суб­стан­цию в про­шлых ста­тьях, по­это­му по­вто­рять­ся не стану.

Итак, вра­ще­ние яв­ля­ет­ся раз­но­вид­но­стью нерав­но­мер­но­го дви­же­ния даже при по­сто­ян­ной ли­ней­ной ско­ро­сти, так как при вра­ще­нии по­сто­ян­но ме­ня­ет­ся по­ло­же­ние век­то­ра ско­ро­сти в про­стран­стве. По­это­му вра­ща­тель­ное дви­же­ние ма­те­ри­аль­но­го пред­ме­та также де­фор­ми­ру­ет струк­ту­ру окру­жа­ю­ще­го нас эфира-​физвакуума, а он ре­а­ги­ру­ет на это со­зда­ни­ем цен­тро­беж­ных сил, ко­то­рые все­гда на­прав­ле­ны так, чтобы рас­пря­мить тра­ек­то­рию вра­ще­ния и сде­лать дви­же­ние равномерно-​прямолинейным, когда де­фор­ма­ция от­сут­ству­ет.

И те­перь мы вплот­ную по­до­бра­лись к раз­гад­ке наших ка­че­лей. Дви­же­ние ка­че­лей вверх-​вниз и вперед-​назад яв­ля­ет­ся раз­но­вид­но­стью вра­ща­тель­но­го дви­же­ния, при ко­то­ром воз­ни­ка­ют цен­тро­беж­ная и цен­тро­стре­ми­тель­ная силы. Те­перь вспом­ним, как за­пи­сы­ва­ет­ся фор­му­ла цен­тро­беж­ной силы: F = mw²r, где m — масса, w — уг­ло­вая ско­рость, r — ра­ди­ус вра­ще­ния. Когда мы в самой верх­ней точке ам­пли­ту­ды при­са­жи­ва­ем­ся, мы сме­ща­ем центр тя­же­сти вниз и уве­ли­чи­ва­ем ра­ди­ус r. По­это­му цен­тро­беж­ная сила рас­тет. А так как эта сила по­рож­да­ет­ся фи­зи­че­ским ва­ку­у­мом, то по­лу­ча­ет­ся, что физ­ва­ку­ум со­вер­ша­ет по­вы­шен­ную ра­бо­ту, чтобы ис­клю­чить де­фор­ма­цию, вно­си­мую в него нами с по­мо­щью рас­ка­чи­ва­ю­щих­ся ка­че­лей. И вслед­ствие уве­ли­че­ния ра­бо­ты рас­тет ам­пли­ту­да рас­ка­чи­ва­ний.

Такие ко­ле­ба­ния лю­бо­го ма­ят­ни­ка пе­ре­мен­ной длины (а наш слу­чай с при­се­да­ни­ем на ка­че­лях и есть такой ма­ят­ник) на­зы­ва­ют­ся па­ра­мет­ри­че­ски­ми ко­ле­ба­ни­я­ми. Они тща­тель­но ис­сле­до­ва­ны и про­счи­та­ны (не мною, это сде­ла­ли еще до моего рож­де­ния). Самое ин­три­гу­ю­щее со­сто­ит в том, что фор­му­лы очень четко ука­зы­ва­ют на по­сто­ян­ное воз­рас­та­ние общей ки­не­ти­че­ской энер­гии всей си­сте­мы. Но не ука­зы­ва­ют, из ка­ко­го ис­точ­ни­ка по­сту­па­ет энер­гия в си­сте­му. По моему мне­нию, из фи­зи­че­ск­го ва­ку­у­ма. Дру­гих кан­ди­да­тов на роль по­став­щи­ка энер­гии я не нашел.

При этом па­ра­мет­ри­че­ские ко­ле­ба­ния могут быть не толь­ко ме­ха­ни­че­ски­ми, но и элек­три­че­ски­ми тоже, в ко­то­рых в ходе ко­ле­ба­ний долж­ны син­хрон­но ме­нять­ся па­ра­мет­ры ко­ле­ба­ния (что имен­но - ча­сто­та, ам­пли­ту­да или что-​то иное - я не знаю, так как в элек­три­че­стве раз­би­ра­юсь слабо). Зна­чит, на этом прин­ци­пе по­сто­ян­но­го из­ме­не­ния па­ра­мет­ров ко­ле­ба­ний можно по­стро­ить ге­не­ра­тор сво­бод­ной энер­гии. Мои кол­ле­ги уже сде­ла­ли такой ма­лень­кий ге­не­ра­тор на элек­трон­ном прин­ци­пе мощ­но­стью 8 ватт: на вход по­да­ем 0.8 ватт, на вы­хо­де за счет па­ра­мет­ри­че­ских ко­ле­ба­ний по­лу­ча­ем 8 ватт. Его еще нель­зя на­звать пол­но­цен­ным БТГ, так как са­мо­за­пит мы не де­ла­ли, это ско­рее де­мон­стра­тор самой воз­мож­но­сти.

Если я прав в своих раз­мыш­ле­ни­ях, тогда на этом прин­ци­пе можно по­стро­ить самый на­сто­я­щий веч­ный дви­га­тель, ко­то­рый будет пре­об­ра­зо­вы­вать энер­гию ва­ку­у­ма в по­лез­ную ра­бо­ту. И что самое ин­три­гу­ю­щее, по­хо­жий дви­га­тель был по­стро­ен еще в 18 веке. Он на­зы­ва­ет­ся ко­ле­со Ор­фи­ре­уса. Или ко­ле­со Бес­сле­ра. Но на эту тему нужно пи­сать от­дель­ную боль­шую ста­тью.