Доказательства. Факты, собранные на пяти континентах

В физике чрезвычайно важно знать, как и где измерять время. Результат измерения всегда зависит от состояния движения системы, в которой выполняется измерение. Для движущейся системы результат измерения будет отличаться от измерений, проведённых в относительно спокойной системе. Пример: представим себе близнецов. Один из них полетит на космическом корабле, другой останется на Земле. Перед стартом космического корабля оба сверяют часы. Предположим, что эти часы показывают календарные даты и годы. Теперь один стартует на космическом корабле, для чего нам потребуется большое ускорение. Через некоторое время космонавт возвращается. Если он вообще встретит своего брата, то при сравнении часов они обнаружат, что часы космонавта шли намного медленнее, чем часы, оставшиеся на Земле.

— Почему? Никто этого не понимает!

— Брат-близнец в космическом корабле находился в ином процессе движений, чем его брат-близнец на Земле. Изменение в измерении времени связано с ускорением, так как в разных системах все физические процессы протекают с разными скоростями.

— Умные люди с других факультетов, кроме физики, заявляют, что теория о сдвиге во времени не может быть правильной. В этом Эйнштейн ошибался?

— Эйнштейн не ошибался. В физике нет предположений, высший судья — это всегда эксперимент. Предсказание Эйнштейна, которое содержится в общей теории относительности, проверялось бесчисленное количество раз и каждый раз с всё большей точностью.

— Можно ли это объяснить на примере?

— Как вы знаете, сегодня у нас есть исключительно точные возможности для измерения времени. Можно доказать неточность по движению звёзд. В 1971 году группа физиков из Вашингтонского университета и Военно-морской обсерватории США установили такие точные часы на Боинг 707. Второй измерительный прибор остался на земле в лаборатории. Боинг стартовал первый раз по часовой стрелке, а второй раз — против часовой стрелки вокруг Земли. После приземления была обнаружена фактическая разница во времени. Устройства, которые летали, шли более медленно, чем устройства, находившиеся на земле на 59 и 273 ± 7 наносекунд соответственно. И эта разница во времени получена при скорости всего около 900 км в час на относительно коротком расстоянии.

— Почему сдвиг во времени увеличивается тем сильнее, чем больше скорость?

— Это связано с законом, который называется преобразованием Лоренца. Это уравнение связывает относительно стационарную систему с движущейся системой. Чтобы иметь возможность сравнивать обе системы, необходимо иметь своего рода «перевод». Преобразование Лоренца эффективно устраняет разрыв между системами.

— Что получается из этого уравнения в цифрах?

— Здесь вы видите таблицу разницы во времени. Отсюда видно, сколько времени пройдёт на земле и сколько в движущемся космическом корабле.

Продолжительность Общая Расстояние

полёта туда и обратно продолжительность точки

для космического полёта для разворота

экипажа жителей Земли

1 год                    1 год             0,018 пк

2 года                    2,1 года              0,075 пк

5 лет                    6,5 года              0,52 пк

10 лет                    24 года             3,0 пк

15 лет                    80 лет              11,4 пк

20 лет                    270 лет              42 пк

25 лет                    910 лет              140 пк

30 лет                    3 100 лет              480 пк

35 лет                    10 600 лет              1 600 пк

40 лет                    36 000 лет              5 400 пк

45 лет                    121 000 лет              18 000 пк

50 лет                    420 000 лет              64 000 пк

Ускорение: 9,81 м/с²;

1 парсек (пк) = 3,262 световых года = 3,0857*10¹² км

— Я думаю, что этот чудовищный процесс вообще невозможно понять без физико-математического образования. Как это объяснить дилетанту?