Страница 74 из 90
Проследим же за тем, что будет дальше. Выполнив свою задачу, капитан космического корабля включит двигатели, которые затормозят корабль и снова разгонят его в направлении к Земле. Во время работы двигателей корабль будет двигаться не по инерции, то есть не с постоянной скоростью, а с большим ускорением. При этом равноправность космического корабля и Земли нарушена. Процессы в корабле и на Земле будут течь совершенно различно. Космонавты смогут измерить ускорение корабля, не выглядывая наружу.
Эйнштейн еще в докосмическую эру говорил, что это различие ясно любому машинисту, подбрасывающему уголь в топку паровоза. Трогаясь с места или тормозя, движется с ускорением паровоз, и с полок вагонов падают чемоданы, а водонапорная башня, стоящая у полотна дороги, остается невредимой.
Если бы ускорение испытывала Земля, а не паровоз, продолжает Эйнштейн, то упала бы башня, а не чемодан. Значит, ускорение не относительно, а абсолютно.
В течение работы двигателей, когда космический корабль на огромном расстоянии от Земли испытывает длительное ускорение, мы, его пассажиры, сможем определить, что события на Земле развиваются в это время с огромной скоростью. Время на Земле (измеренное по часам космического корабля) уже не отстает, оно будет бежать, причем тем быстрее, чем дальше от Земли производится разворот корабля и чем большее ускорение он испытывает. При этом земные часы по измерениям в корабле не только наверстают отставание в шесть лет, накопленное во время полета корабля по инерции, но и сильно — на 26 лет обгонят часы космонавтов, так что к моменту выключения двигателей и началу свободного обратного полета по часам корабля окажется, что на Земле прошел 41 год (15+26). Из этих 41 года 9 лет прошло во время удаления корабля, а 32 года — во время разворота.
Конечно, люди на Земле при этом не заметят изменения хода земных часов. Ведь на них не может повлиять то, что космический корабль испытывал ускорение, изменяя направление своего полета.
Правда, и мы, пассажиры ракеты, на экране своего телевизора увидим бешеный бег земного времени не во время разворота ракеты, а позже, на обратном пути, когда ракета встретит радиосигналы, вышедшие с Земли во время разворота ракеты. Именно тогда 32 земных года промелькнут на экране ровно за то небольшое время, в течение которого были (много лет назад) включены ракетные двигатели.
Во время обратного пути, когда корабль вновь движется по инерции, снова будет наблюдаться взаимное отставание часов. За 15 лет, которые понадобятся нам для обратного пути, мы снова определим, что земные часы отсчитали всего 9 лет, то есть на 6 лет меньше, чем наши. Поэтому после приземления мы обнаружим, что на Земле прошло на 20 лет больше, чем на корабле, а жители Земли увидят, что мы постарели на 20 лет меньше, чем они (по часам корабля на нем пройдет 15 + 15 = 30 лет, а на Земле 9 + 32 + 9 = 50).
И космические путешественники и «земляне» увидят одно и то же. Никакого противоречия не будет. Но жители Земли, не испытавшие ускорений, будут считать, что время на корабле в течение всего полета текло медленнее (по 36 минут за земной час), а космонавты будут считать, что большая часть разности времен набежала в течение работы двигателей при повороте корабля. По наблюдениям космонавтов, именно на этом участке разность времен составила примерно 32 года, которые вместе со временем, прошедшим по их наблюдениям на Земле во время инерциального полета (2 раза по 9 лет), составят как раз 50 лет.
Пожалуй, самая удивительная черта теории относительности состоит в том, что все ее парадоксы кажущиеся. Ни один реальный опыт или опыт, который можно себе представить выполненным, не приводит к противоречию ни с теорией относительности, ни со здравым смыслом.
Было бы невероятно, если бы по возвращении космонавта его календарь отстал от земного, а земной календарь от календаря космонавта. Это было бы противоречием. Но это не только не вытекает из теории относительности, но и противоречит здравому смыслу.
Если же и космонавт и житель Земли зафиксируют одно и то же, хотя и неожиданное для них, расхождение в возрасте, то в этом нет ничего невозможного. Удивительные, но вполне реальные следствия огромных скоростей.
Фотонная ракета действительно может стать машиной времени. Чем ближе ее скорость к скорости света и чем дольше длится полет, тем дальше в будущее попадут космонавты, вернувшиеся на Землю.
Величественная перспектива! Но не следует забывать об одном огорчительном обстоятельстве. Наши посланцы, посетив отдаленные звездные миры, поведают о своих открытиях нашим потомкам, а не нам.
Машина времени работает только в одном направлении. Теория относительности не допускает путешествий в прошлое. Человек может остаться молодым и видеть старость своих внуков, но сын не может родиться раньше, чем родился его отец. Можно сказать, что теория относительности математически обосновывает действие принципа причинности, являющегося одним из краеугольных камней диалектического материализма. Время не может течь вспять, оно может лишь замедлять свой бег. Следствие не может возникнуть раньше, чем вызвавшая его причина.
...Теория относительности возникла в 1905 году. Наиболее поразительные предсказания этой теории уже подтверждены опытом. Правда, предсказания ее наиболее сложной части — общей теории относительности, созданной в 1916 году, подтверждены не в лаборатории, а в космическом масштабе при помощи астрономических наблюдений. Вот эти предсказания:
Первое. Лучи света искривляют свой путь, проходя вблизи больших масс. Астрономы совершали далекие путешествия, чтобы сфотографировать звездное небо во время полного солнечного затмения, и обнаружили, что видимое положение звезд, свет которых проходит мимо Солнца, заметно смещается в соответствии с предсказанием.
Второе. Планеты обращаются вокруг Солнца не по неподвижным орбитам, потому что сами орбиты со временем поворачиваются, и тем сильнее, чем ближе орбита к Солнцу. Измерения с большой точностью подтвердили это для орбит Меркурия и Венеры.
Третье. Время вблизи крупных масс течет медленнее, чем вдали от них. Астрономы обнаружили, что спектр маленького спутника яркой звезды Сириус и спектры некоторых других звезд, называемых белыми карликами, смещены в сторону красного цвета по сравнению со спектрами остальных звезд, в том числе и Солнца.
Это может быть только результатом замедления хода времени на поверхности таких звезд, вещество которых обладает огромной плотностью.
Общая теория относительности и три ее замечательных предсказания были опубликованы Эйнштейном в 1916 году. Война помешала кому-либо приступить к проверке этих предсказаний.
Первое после войны полное солнечное затмение произошло 29 мая 1919 года. Английским астрономам удалось подготовить две экспедиции, задачей которых была проверка первого из предсказаний. Полоса затмения пересекла Атлантический океан от Экваториальной Африки до Южной Америки. Первая экспедиция во главе с инициатором наблюдений Эдингтоном высадилась на острове Принчипе в Гвинейском заливе и попала в полосу дождей, которые чуть не сорвали ее работу. Но в решающую минуту тучи разорвались и фотографии звезд на фоне солнечной короны были сделаны. Вторая обосновалась в Бразилии в деревне Собраль и работала в условиях палящей жары. Одна из бразильских газет поместила в связи с этим злопыхательскую статью, в которой, между прочим, говорилось:
«...Вместо того чтобы пытаться подтвердить немецкую теорию, члены экспедиции, находящиеся в столь близких отношениях с небом, позаботились бы лучше о дожде для этой страдающей от засухи страны».
Но экспедиция занималась своим делом и получила бесценные фотографии.
Обработка фотографий обеих экспедиций, бесспорно, подтвердила наличие предсказанного смещения.
Узнав об этом, Лорентц телеграммой поздравил Эйнштейна с первым подтверждением общей теории относительности. Эйнштейн сразу написал своей матери: