Тогда что ей оставалось? Продолжать наводить порядок? Претворять в реальные устройства сказанные невзначай слова насчет акселерометров? Если бы ей удалось придумать схему действующего светового акселерометра, в этом не было бы ничего постыдного. Пусть в масштабах суденышка вроде Москита это казалось простой причудой – у них будет достаточно времени, чтобы ощутить последствия ускорения, когда речь пойдет о более протяженных расстояниях.
Сколько времени потребуется самому медленному из обнаружимых инфракрасному свету, чтобы преодолеть расстояние, равное высоте Бесподобной, от вершины до подножия горы, а затем вернуться обратно? Даже оно будет составлять лишь малую долю высверка. За это время, при ускорении в 1g, приращение скорости горы составит… несколько частей на гросс в пятой степени.
Карла стала быстрее перебираться по опорным веревкам, поставив целью завершить первый обход коридора и миновать свою каюту, пока ей все еще было чем отвлечься. Размышляя над проблемой, она поняла, что проявила небрежность: вполне разумно было предположить, что частота света останется неизменной при отражении от зеркала, которое направляло луч обратно к его источнику – ведь именно таким свойством, по определению, отличались качественные зеркала – но она упустила из виду тот факт, что зеркало должно было ускоряться вместе с Бесподобной. На уровне тончайших деталей, необходимых для отслеживания крошечных эффектов, которые она надеялась измерить, этого будет достаточно, чтобы повлиять на результат.
Она более тщательно проработала геометрию процесса, изобразив историю крайних точек горы и движущегося между ними света. Результат измерения частоты любого конкретного светового импульса зависел исключительно от относительной скорости между измерительным устройством и самим импульсом – которая, в свою очередь, определялась лишь углом между их историческими линиями. Вычислить эти углы было несложно, и их четверка давала полное представление о происходящем.
Ускорение зеркала навстречу падающему лучу света означало бы, что свет столкнется с ним на чуть большей скорости, чем та, с которой он двигался, покидая источник. Однако источник, в свою очередь, будет ускоренно удаляться от отраженного луча. К тому моменту, когда свет вернется к источнику, относительная скорость между двумя объектами поменяет знак, но в остальном будет неизменной – и в сумме получится, что никакого частотного сдвига нет.
В принципе фиолетовое смещение можно было обнаружить, сравнив свет у подножия горы с эталонным лучом, созданным вторым источником, расположенным на самой Бесподобной. Но идеальное решение потребовало бы непосредственного сравнения смещенного света с первоначальным лучом. Карла искала способ обойти проблему, но геометрия всегда приводила ее к одному и тому же результату: двигаясь вниз относительно горы, луч должен был испытывать фиолетовое смещение, а двигаясь обратно вверх – красное. И до тех пор, пока свет оставался неизменным в процессе отражения, оба эффекта взаимно компенсировали друг друга. Это была лишь одна из форм сохранения энергии.
Как же в таком случае быть с фантазией Эвлалии – фотонной ракетой? Нарушит ли частотный сдвиг работу источника света? Если источник света достаточно мощен, чтобы вызвать ускорение горы, то при столкновении с зеркалом он будет передавать ему часть своего импульса. Свет уже не будет оставаться неизменным после отражения; он непременно подвергнется красному смещению.
Но какова будет его величина?
Она определялась массой тела, от которого, в конечном счете, отскакивал каждый фотон. В экспериментах со свободными светородами свет рассеивался в обратную сторону, испытывая колоссальное красное смещение; так как отдельные светороды обладали меньшей массой, чем ударяющие по ним фотоны, их импульс в результате отдачи был довольно большим. В зеркалите низкого качества, который бы нарушил работу источника когерентного света, светороды все же обладали достаточной подвижностью, чтобы испытать существенную отдачу, прежде чем передать свой импульс основной массе вещества. В зеркалах высшего качества связь светородов со своими соседями была настолько тесной, что каждый из фотонов по сути сталкивался со значительной частью всего зеркалита – частью, достаточно тяжелой, чтобы оставаться неподвижной. Однако возможности этой коллективной инерции были ограничены: одиночный фотон никогда бы не смог отразиться от целой горы, как если бы она была твердым, неделимым телом. А значит, частота отраженного света должна зависеть не от ускорения горы, а от свойств материала, из которого было изготовлено зеркало.
Карла перестала понимать, где находится. Она остановилась, ухватившись за опорную веревку, и обвела глазами коридор, взглянув на двери впереди и позади нее. Она дважды прошла мимо своей жилой каюты, – осенило ее, – и уже успела немного пройти вперед по третьему кругу. От одного только напоминания, что буфет с едой находился всего в нескольких долговязях позади нее, живот Карлы снова схватили судороги, но она твердо решила сделать еще несколько кругов в надежде, что это поможет ей уснуть.
Она вернулась к своим рассуждениям. Зеркало низкого качества будет отражать свет с небольшим красным смещением, отбрасывая фотоны, более не соответствующие породившей их разнице в энергетических уровнях. Вполне возможно, что пучок света, достаточно мощный, чтобы стать частью фотонной ракеты, только усугубит этот эффект – иначе говоря, сильное световое поле по сути «ослабит» зеркала, которые при меньшей мощности вели себя вполне адекватно. Можно ли это как-то обойти? Красное смещение означало рост истинной энергии: каждый из отраженных фотонов будет обладать слишком большой энергией, чтобы индуцировать эмиссию нового фотона при совершении первоначального перехода между уровнями. Но что, если использовать его для другой задачи? Если его энергия соответствует разнице между другой парой уровней, то из такой системы, вероятно, все-таки можно будет извлечь пользу.
Немного повозившись, она придумала подходящий вариант.
Изначально светород занимал нижний из трех уровней; чтобы столкнуть его туда, потребовался бы внешний источник света. Далее он самопроизвольно поднимается на уровень выше, испуская инфракрасный фотон. После этого он поднимается еще на один уровень и испускает ультрафиолетовый фотон.
Оба фотона отражаются обратно, испытывая красное смещение в результате столкновения с зеркалом. Но если бы свойства зеркала и промежутки между энергетическими уровнями соотносились друг с другом строго определенным образом, то отраженный ИК-фотон смог бы снова сбросить светород на нижний уровень – именно туда, где он находился изначально.
После этого цикл можно было начинать заново.
В каждом цикле создавалось по два фотона, один из которых всегда оставался на свободе. Чтобы уравновесить истинную энергию фотона, хрусталит и зеркалит должны были приобрести обычную энергию; в принципе подошло бы любое сочетание кинетической, тепловой и потенциальной энергии. Но для того, чтобы компенсировать импульс фотона, все устройство должно было двигаться с ускорением, а значит, энергия не могла увеличиваться за счет одного лишь тепла. При объединении горючего с соответствующим либератором генерация света сопровождалась выделением тепла – а температура этого устройства наверняка повысится. Кроме того, со временем оно, вероятно, будет терять свои свойства, претерпевая какие-либо химические превращения. Но в отличие от сгорающего топлива оно не распадется в мгновение ока, не превратится в дым.
Порождать свет и не расходоваться в процессе. Такими свойствами обладало Вечное пламя.
Карла остановилась, удивившись собственному нелепому выводу и задумавшись над тем, где она могла ошибиться. Судя по всему, в действительности фотоны не будут услужливо двигаться в одном и том же направлении, так что устройство определенно потребует кое-каких доработок. Вероятно, она могла бы объединить трюк с отдачей зеркала и свою первоначальную конструкцию когерентного источника. Однако этот источник не будет попусту тратить энергию пылающей соляритовой лампы; смещенное в красную часть спектра отражение испущенных им ИК-фотонов само по себе будет выступать в качестве основного механизма накачки. После того, как начальная вспышка запустит процесс, поддерживать работу устройства можно будет с помощью небольшого внешнего освещения, необходимого для компенсации его изъянов и непроизводительных потерь энергии – а созданный им пучок света будет намного ярче скромного луча, поступающего на вход.
