Юный техник, 2012 № 01

Поклонники научной фантастики знают, что так называемые «кротовые норы» или «червоточины», помогают срезать путь через пространство и время, вбирая в себя объекты в одном конце Вселенной и выбрасывая их с другой стороны. Так расстояние от одного пункта до другого значительно короче, чем при традиционном путешествии через вселенские просторы.

Чтобы лучше пояснить феномен «червоточин», теоретики поначалу прибегали к такой аналогии. Мы уже говорили, что червяк, которому нужно попасть на противоположную сторону яблока, может преодолеть круговой путь по поверхности яблока, но может и прогрызть тоннель-«червоточину» сквозь сердцевину яблока, и его путь получится гораздо короче.

Что же касается Вселенной, то ее в самом простом случае теоретики представляют в виде листка бумаги, который складывают вдвое. Потом на самом большом расстоянии от линии сгиба бумагу надо проткнуть иглой. Таким образом, создается трехмерная «червоточина», связывающая два удаленных края двумерной Вселенной.

Однако Вселенная все-таки не яблоко и не лист бумаги, который нетрудно согнуть пополам. Мы с вами живем в четырехмерном пространстве, если считать время четвертым измерением. И «червоточины» придется прокладывать через некое пятое измерение.

А потому, чтобы трюк с червоточиной сработал при путешествии в реальном пространстве-времени, гипотетический тоннель через пятое измерение должен быть из какой-то особой, неизвестной пока материи.

В частности, по выкладкам теоретиков получается, что «экзотическая» материя должна производить отрицательное давление; если бы ею наполнили надутый воздушный шар, он бы тут же схлопнулся,

Американские физики описали свойства такой материи в двух теоретических типах «червоточин». Первый целиком подчиняется законам классической физики и не перемещается во времени, в то время как материя второго типа следует правилам квантовой механики, а значит, наследует ее непредсказуемость.

Эта непредсказуемость означает, что нет никаких гарантий, что, воспользовавшись квантовым туннелем, некто сможет оказаться в той точке пространства-времени, куда направлялся. «Опасность заключается в том, что конечный пункт «червоточины», которая колеблется во времени и пространстве, в какой-то момент может оказаться замурованным в стене или на дне Тихого океана», — утверждает Хсу. Другой вариант: путешественник вообще «может выйти за год до того, как предполагалось, или через год после того».

Кроме того, в недавно опубликованной работе Буний и Хсу демонстрируют, что «червоточины» крайне нестабильны. «Стоит слегка измениться внешним условиям, как система рассыплется на части, словно карточный домик, — сказал Хсу. — Есть также шанс, что она не продержится достаточно долго, чтобы путешественник успел добраться до другого конца тоннеля».

Такова плохая новость. Однако у этой нестабильности есть и хорошая сторона. Ученые выдвигают предположение, что гипотетическая материя, которая должна бы заполнять квантовые тоннели изнутри, имеет те же свойства, что и темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной. (Именно за это открытие, напомним, в 2011 году присуждена Нобелевская премия по физике.)

Ученые предлагали различные возможные качества этой темной энергии, но, по утверждению Хсу, большая часть этих качеств, вызывающих самое сильное ускорение, нестабильна. А это, в свою очередь позволяет предположить, что Вселенная не закончится «большим разлетом», при котором усиливающееся космическое ускорение в результате приведет к тому, что на части разлетятся галактики, звезды, планеты и даже атомы.

«Если темная энергия обладает качествами, которые могут привести к «большому разлету», — считает Хсу, — то она, вероятно, прекратит свое существование из-за своей внутренней нестабильности задолго до того, как мы приблизимся к моменту полного распада».

Кстати…

В ПРОШЛОЕ ВСЕ ЖЕ НЕ ПРОРВАТЬСЯ?..

Нынешние исследования — далеко не первые попытки создать хотя бы теоретические предпосылки для разработки машины времени. Решение уравнений Общей теории относительности Эйнштейна, согласно которому получалось, что путешествие в прошлое все-таки возможно, в 1924 году получил венгерский математик Корнелиус Ланцош. Его выводы, в свою очередь, подтвердил голландец Биллем ван Стокум. И, наконец, блеск данной теории привел в 1949 году австрийский математик Курт Гёдель, который тогда был сотрудником принстонского Института фундаментальных исследований.

Кстати, там же и в то же время работал и автор теории относительности Альберт Эйнштейн, который говаривал, что ходит на работу только для того, чтобы возвращаться домой вместе с Гёделем. По дороге ученые обсуждали всевозможные теоретические проблемы. Именно Эйнштейн и заинтересовал Гёделя математическими проблемами путешествий по времени.

Тот взялся за дело и вскоре выяснил, что Общая теория относительности не исключает теоретическую возможность путешествий из настоящего в прошлое. Правда, по Гёделю получилось, что сама Вселенная при этом должна иметь совершенно особое строение. Ученый представил наш мир в виде бесконечного цилиндра, заполненного некой гравитирующей материей, которая к тому же вращается вокруг центральной оси с высокой и постоянной угловой скоростью.

Курт Гёдель очень хотел узнать, не напоминает ли Вселенная его модель на самом деле. Он не раз спрашивал астрономов, нет ли у них доказательств, что наш мир все-таки вращается. Однако в середине прошлого века таких свидетельств обнаружить не удалось. Лишь совсем недавно американские физики, возглавляемые профессором Мичиганского университета Майклом Лонго, пришли к заключению, что вращение Вселенной вполне возможно.

Однако спектральный анализ реликтового микроволнового излучения, оставшегося после Большого Взрыва, хоть и свидетельствует о том, что наша Вселенная, возможно, вращается, но делает она это чрезвычайно медленно. Кроме того, по форме она скорее всего представляет собой не цилиндр, а шар, раздувающийся со все возрастающей скоростью. А коли так, то теория Гёделя плохо согласуется с практикой. Стало быть, возможность путешествия во времени пока остается не доказанной.

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

КРОЛИК-ГИГАНТ

На средиземноморском острове Менорка испанские палеонтологи нашли кости вымершего кролика. Он был в шесть раз крупнее обычных собратьев и весил 12 килограммов. Судя по строению ног и позвоночника, огромный грызун, живший на острове 3–5 млн. лет назад, был настолько тяжел, что не мог прыгать. А вот его уши были меньше и менее подвижны, чем у современных кроликов. Такое создание природы могло выжить только на острове, где не было хищников, которые бы охотились на столь лакомую добычу. Как только они появились, кроликам-гигантам пришел конец. Выжили лишь их меньшие, но куда более шустрые собратья.

ПРИНТЕР НА «ПОДНОЖНОМ КОРМУ»

Мы постепенно привыкаем к тому, что трехмерные принтеры воссоздают те или иные вещи довольно просто и быстро. Вот только хлопот со светоотверждающимся пластиком бывает много. А потому британский студент Маркус Кайзер разработал 3D-принтер, который создает трехмерные объекты не из специального пластика, а из… солнца и песка.

Solar-Sinter — так называется новое устройство — фокусирует солнечный свет, нагревая песок до плавления, и после формования нужной заготовки дает ему застыть. Для фокусировки используются высокоэффективные линзы Френеля, а питание системе обеспечивают солнечные батареи.

После того, как на специальном поддоне будет спечен первый слой, на него снова насыпается слой песка и снова спекается. И так до тех пор, пока не получится стеклянный объект практически любой трехмерной формы.

Первые испытания машины прошли в пустыне в Марокко в феврале 2011 года. Вдохновленный успехом, Маркус ныне разработал более мощную, уже полностью компьютеризированную версию, пригодную для серийного производства.

КАКОВА ТЕМПЕРАТУРА У ДИНОЗАВРА?

Ученым-палеонтологам из Калифорнийского технологического университета удалось определить среднюю температуру тела гигантских ящеров, вымерших миллионы лет назад. Согласно выводам американских ученых, опубликованным в журнале «Сайенс», температура гигантского брахиозавра, масса тела которого достигала 40–50 тонн, составляла 38,2 градуса Цельсия, а родственного ему камаразавра весом до 20 тонн — 36,8 градуса.

Измерение температуры тела крупнейших динозавров стало возможным благодаря химическому анализу состава эмали их зубов. Наряду с преобладанием неорганических веществ, в состав защитной верхней оболочки резцов входит незначительное количество свободной воды и органических веществ, например, углеводов. Их процентное содержание зависело от температуры тела динозавра.

Исследование, впрочем, не позволяет ответить на вопрос, относились ли гигантские динозавры к теплокровным существам. Возможно, такая температура тела обеспечивалась лишь тем, что на планете было жарко.

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…

Автобус — авто для всех

Слышал, что автобусу исполнилось 100 лет. Действительно ли это так? Каковы основные вехи истории автобусов? Ждут ли их в скором, будущем усовершенствования?

Владимир Тараненко, г. Армавир

От омнибуса к автобусу

Уже само название «автобус» дает понять, что история этого вида транспорта уходит в глубину столетий. Если auto означает «автоматический, самодвижущийся», то «бус» ведет свою родословную от латинского omnibus — «для всех». Кстати, омнибусами в свое время звали многоместные (на 15–20 мест) повозки на конной тяге. Например, в Санкт-Петербурге омнибусы просуществовали вплоть до 1914 года.

Самый первый в мире автобус изготовил в 1801 году англичанин Ричард Тревитик. Это была машина с паровым двигателем, которая могла перевозить 8 пассажиров. Так что, если отталкиваться от этой даты, первому автобусу недавно исполнилось уже 210 лет.

Первый электрический автобус появился в 1886 году в Лондоне. Он мог ездить со средней скоростью 11,2 км/ч. Первый же электробус в России был построен в 1901 году на московском заводе «Дуке». В нем было 10 мест, он мог развивать скорость до 20 км/ч и имел запас хода 60 км.

Первый в мире автобус с двигателем внутреннего сгорания, работающем на бензине, был построен в Германии в 1894–1895 годах заводом «Бенц». Он вмещал 8 пассажиров и курсировал по 15-километровой трассе между немецкими городами Зиген, Нетфен и Дойц.

В России первый автобус с двигателем внутреннего сгорания был построен в Санкт-Петербурге в 1903 году на фабрике «Фрезе». Он имел открытый кузов, вмещавший 10 человек. На автобусе был установлен одноцилиндровый мотор мощностью 10 лошадиных сил. Автобус развивал скорость до 15 км/ч.

Интересно, что и сейчас, в начале XXI века, стилизованные под старину омнибусы катают туристов в некоторых европейских городах. Причем в некоторых языках, например в немецком, слово «омнибус» теперь используется и для обозначения обычных автобусов.

Туристический автобус Scania в 2004 году был признан лучшим автобусом Европы.

На сцену выходят гибриды

Сегодня мировой автобусный парк насчитывает, по самым приблизительным подсчетам, более 6 млн. машин. Это и городские автобусы, и междугородние, и специализированные…

Причем сами автобусы сильно изменились на протяжении всего одного поколения людей. Я, например, еще хорошо помню маленькие автобусы ЗИС-8 с двигателем, который помещался под капотом, как у грузовиков, и имел 20 пассажирских сидений. Правая передняя дверь для пассажиров открывалась водителем с помощью удлиненной ручки-рычага.

Ныне же самый большой в мире автобус с цельным кузовом длиной 15 м — бельгийский «ВанХол» — имеет 69 пассажирских мест. А самый большой сочлененный автобус, выпускаемый американской корпорацией «Уэйн», вмещает до 200 пассажиров. Наконец, автобус фирмы DAF, состоящий из двух спаренных автобусных салонов общей длиной 32,2 м, вмещает 350 пассажиров. Курсируют такие исполины в Республике Конго.

В нашей стране неплохие междугородние автобусы выпускает Голицынский автобусный завод, расположенный, если быть точным, рядом с подмосковным Голицыной, в деревне Малые Вязёмы. В настоящее время ГолАЗ делает две основные модели: ЛиАЗ-52562 в междугороднем исполнении и туристский ГолАЗ-52911 «Круиз». Кроме того, налаживается производство нового междугороднего автобуса ГолАЗ-5251 «Вояж».

Кроме России, автобусы на территории СНГ делают во Львове и в Минске. Минчане со своим MA3-231 продвинулись, пожалуй, дальше украинцев по дороге прогресса. Даже на фоне западных машин MA3-231 имеет собственный запоминающийся облик. За это нужно благодарить начальника отдела дизайна и общей компоновки Андрея Бурдейко, дизайнеров Павла Панкина и Данилу Иванова.

Из стран ближнего зарубежья автобусное производство есть также в Польше и Венгрии. Так, польская компания Autosan S.A. недавно продемонстрировала на выставке коммерческого автотранспорта 18-метровый сочлененный автобус Sancity 18 LF. Он низкопольный, вмещает до 180 пассажиров, оснащен двигателем IYECO Cursor 8 мощностью 330 л.с., который соответствует экологическим нормам EEV.

Компания из Нидерландов VDL Bus & Coach в начале декабря 2010 года представила на испытания в городе Энсхеде два гибридных автобуса Citea. Инициаторами этой идеи стали автобусная компания Connexxion и муниципальные власти Твенте (область на востоке Нидерландов). Как ожидают участники проекта, эксплуатация таких пассажирских машин улучшит экологию, уменьшит шум, сократит потребление топлива и затраты на эксплуатацию пассажирского автотранспорта.

Компания Tata Motors стала первым индийским автопроизводителем, разработавшим гибридный низкопольный городской автобус Tata Hybrid Starbus. Машина оснащена параллельным газоэлектрическим гибридным приводом, основу которого составляет газовый двигатель, электродвигатель с функцией генератора и мощный блок аккумуляторных батарей. На Starbus стоит система рекуперации. За счет использования газового двигателя автобус отвечает требованиям стандарта Euro 5. В салоне кондиционер, 32 пассажирских кресла, накопительная площадка и трап для заезда инвалида-колясочника. Максимальная скорость гибридного транспортного средства 70 км/ч.

Модель автобуса Fiat 18 BL, выпускавшегося в начале XX века

Модель ЗИС-8. Именно на таком автобусе ловили бандитов в послевоенной Москве герои сериала «Место встречи изменить нельзя».

Знаменитые английские двухэтажные автобусы, ходившие по Лондону более полувека.

Правительство южнокорейской столицы 21 декабря 2010 года объявило о начале промышленной эксплуатации городских автобусов HFG ePrimus, оснащенных электроприводом. Корпуса корейских электробусов выполнены из композитного углепластика, что значительно уменьшает массу и увеличивает долговечность конструкции. В качестве двигателя используется электромотор мощностью 240 кВт с функцией генератора, чтобы запасать энергию торможения. Силовой агрегат питается от мощного блока литий-ионных аккумуляторных батарей. Их емкости хватает на 83 км пробега с одной подзарядки. Благодаря высокоскоростному зарядному устройству батареи можно полностью зарядить за 30 минут. Максимальная скорость движения электробуса достигает 100 км/ч. Через десять лет корейцы хотят электрифицировать половину всего общественного транспорта, 10 % малотоннажных коммерческих автомобилей и 1 % тяжелых грузовиков и фургонов.

Класс на колесах

Отдельную группу составляют так называемые специализированные автобусы. Например, для президента США Барака Обамы недавно был создан специализированный 6-колесный автобус с броней. В его кузове есть практически все, что нужно президенту и его сопровождающим для комфортабельного перемещения по стране — кондиционер, мягкие сиденья, рабочий кабинет, туалет, душ. Салон также оборудован всеми мыслимыми средствами связи.

Автобус для сверхдальних путешествий придуман в Германии. В нем, кроме сидячих, есть и спальные места. А также кухня, холодильник, туалет, кондиционер, багажные боксы… Плюс к тому система GPS, особо надежный и мощный двигатель, запасные колеса и прочие запчасти. На таком автобусе можно безбоязненно отправляться в путешествие по самым диким районам планеты. Ведь такой автобус представляет собой по существу передвижной отель, в котором есть все для комфортной жизни.

Плавающий автобус недавно появился в Будапеште. Он тоже возит туристов. Причем не только по суше, но и по реке, подобно речному трамвайчику. Пассажирам очень нравится, что не надо пересаживаться с одного вида транспорта на другой и в то же время можно осмотреть город как с суши, так и с воды.

А теперь давайте остановимся подробнее на школьных автобусах. У них тоже есть своя история. Оказывается, впервые возить начали учеников квакерской школы на северо-востоке Лондона еще на омнибусах в начале XIX века. Чуть позднее школьные омнибусы появились в США.

С рождением двигателей внутреннего сгорания появились и первые школьные автобусы. Ныне это машина ярко-желтого цвета, с сиденьями, специально приспособленными для детей, и кондиционерами.

В России до конца XX века не было особых технических требований к автобусам, предназначенным для перевозки детей. Использовались обычные автобусы, на которые лишь устанавливались опознавательные знаки «перевозка детей». В 1999 году был принят специальный стандарт. А с 2001 года в рамках федеральной программы «Школьный автобус» стали выпускать и специализированные машины.

В них теперь не только специализированные сиденья с ремнями безопасности. Есть здесь и багажное отделение для ранцев и сумок, особые места для сопровождающих, специальные средства световой и звуковой сигнализации. Чтобы водитель мог контролировать посадку и высадку, школьные автобусы оснащают дополнительными зеркалами или камерами.

Кроме того, в Москве, например, принято решение об оснащении таких автобусов датчиками алкоголя и системой ГЛОНАСС, чтобы диспетчер всегда мог проследить за движением автобуса по маршруту. Максимально разрешенная скорость для школьных автобусов — 60 км/ч.

А. ПЕТРОВ

ВЕСТИ С ПЯТИ МАТЕРИКОВ

«КИТ-МУСОРЩИК» — так, пожалуй, можно назвать разработку архитектурного бюро Винсена Кальбо. Результатом работы фантазии французских архитекторов и дизайнеров стал необычный корабль, а точнее, плавучий комплекс, похожий на кита.

По сути, комплекс под названием Physalia представляет собой плавучий сад, на котором можно совершать туристические прогулки. Но попутно оригинальное судно еще и очищает воду реки, где он плывет. Причем делает он это не за счет каких-то технических устройств. Просто на его борту огромное количество растительности, корни которой при поливе забортной водой осуществляют очистку.