Альберт Эйнштейн

Читатель помнит, что речь идет здесь о замедлении течения времени вблизи крупных масс материи. В качестве часов, фиксирующих время на поверхности, например, Солнца или звезд, могут выступать атомы (где роль маятника выполняют электроны, совершающие колебания вокруг атомного ядра). Замедление течения времени равносильно тут уменьшению частоты колебаний электронов и испускаемого ими света. Практически это поведет — как сказано — к смещению всех линий спектра в красную сторону [74]. Поиски следов такого смещения были предприняты сразу же после появления первых работ Эйнштейна. Дело не клеилось, однако, довольно долго, и прежде всего потому, что ожидаемый сдвиг частот крайне мал и рискует потонуть в смещениях, зависящих от других причин (например, от вихревых движений атомов газа в звездной атмосфере). Неожиданную точку опоры для исследователей принесла находка новой разновидности звезд — «белых карликов». Первым в этом диковинном ряду оказался знаменитый спутник Сириуса («Сириус В») — маленькая звездочка, предсказанная, исходя из тонких расчетов небесной механики, и найденная в конце концов в той точке неба, где ей надлежало быть… Необычайной особенностью «Сириуса В», как выяснилось впоследствии, является сверхплотное состояние вещества. На каждый кубический сантиметр объема этого звездного чудовища приходится полсотни тонн массы! Напряженность силы тяжести на поверхности светила в связи с этим почти в тысячу раз больше, чем на Солнце (и в 30 тысяч раз больше, чем на Земле). Замедление хода часов — соответственно — должно быть весьма значительным, и секундный («земной») маятник, будучи перенесен на «Сириус В», совершил бы там полный размах не за одну, а за сто сорок секунд! Все это обещало резко увеличить эффект «красного смещения», и в 1925 году, сразу же после запуска большой стодюймовой трубы на горе Вильсон, наблюдатель этой калифорнийской обсерватории Билл Адамc с отличной точностью подтвердил предсказание эйнштейновской теории. В последующие годы советский астрофизик Куликовский убедился в наличии требуемого эффекта и у ряда звезд, не принадлежащих к классу белых карликов. Наконец в начале пятидесятых годов осязаемо прорисовалась еще более удивительная возможность проверки эйнштейновских уравнений тяготения. Скажи кто-нибудь об этой возможности Эйнштейну в те дни, когда он работал над своей теорией, он не поверил бы и счел бы такие разговоры пустым прожектерством или еще того хуже!

На страницах не только фантастических романов и газетных статей, но и в серьезных научных журналах все чаще стали упоминаться искусственные спутники Земли и дебатировался вопрос о запуске ракет в космос.

Эйнштейн, разумеется, не мог не вспомнить в этой связи о гениальном русском мыслителе-самоучке, о котором он столько наслышался в Берлине. «Эра Циолковского» и впрямь готовилась встретиться на перекрестке исторических дорог с «эрой Эйнштейна»! Искусственные спутники и космические ракеты, эти маленькие небесные тела, намеченные к запуску в пространство вселенной, обещали дать физикам инструмент для постановки таких экспериментов в космосе, от которых захватывало дух даже у самого автора теории относительности!

Начать с первого из эффектов, предсказываемых теорией тяготения, — эффекта движения перигелия планетных орбит.

Единственным «подопытным» небесным телом для исследований этого рода была, как мы помним, ближайшая к Солнцу планета Меркурий. Положение должно было измениться после появления вблизи земного шара новых искусственных лун. Теперь уже можно было надеяться подметить кривизну пространства, создаваемую полем тяготения Земли. И хотя масса земного шара в сотни тысяч раз меньше солнечной (что уменьшает эйнштейновский эффект вращения эллипса), но зато чрезвычайно велико число оборотов спутника вокруг Земли. Меркурий, например, за сто лет оборачивается 414 раз вокруг Солнца, тогда как спутник (обращающийся на расстоянии около тысячи километров) обошел бы нашу планету за тот же срок 540 000 раз! Это должно привести к более быстрому накоплению ничтожно малых изменений и — в итоге — смещение перигея [75]спутника за год достигло бы 14,5 дуговых секунды. Это всего лишь в три раза меньше аналогичного векового эффекта для Меркурия. Не нужно, стало быть, затрачивать на опыт целое столетие, но эксперимент может быть проведен, в разных притом условиях и на разных объектах, в течение одного года! [76]

Столь же увлекательные перспективы для проверки эффекта «красного смещения».