Эйнштейн

Гравитация. По Ньютону, яблоко почему падает вниз? Земля притягивает его силой. Той же силой Солнце притягивает Землю, Земля - Луну. Ученые не очень любят слово «сила» - оно ничего не объясняет. Когда речь идет о том, почему магнит притягивает железо, почему вода не распадается на куски, там понятно, там взаимодействуют всякие электроны, заряды, молекулы, а тут что? Раньше в любой непонятной ситуации все валили на эфир, а без него как все объяснять? Причем в случае с Солнцем и Землей загадочная «сила» действует мгновенно на громадном расстоянии - как это возможно?

Сам Ньютон, недоумевая, писал: «…непостижимо, чтобы неодушевленная, грубая материя могла без посредства чеголибо нематериального действовать и влиять на другую материю без взаимного соприкосновения… Предполагать, что тяготение является существенным, неразрывным и врожденным свойством материи, так что тело может действовать на другое на любом расстоянии в пустом пространстве, без посредства чеголибо передавая действие и силу, - это, помоему, такой абсурд, который немыслим ни для кого, умеющего достаточно разбираться в философских предметах. Тяготение должно вызываться агентом, постоянно действующим по определенными законам. Является ли, однако, этот агент материальным или нематериальным, решать это я предоставил моим читателям».

И было еще непонятное. Давно знали, что тела, обладающие разной массой, в вакууме (то есть при отсутствии сопротивления воздуха или иной среды) падают с одним и тем же ускорением - что камень, что пух. Почему так? Ведь чем тяжелее тело, тем слабее на него должна действовать «сила». Ньютон придумал объяснение, что есть некое инерционное сопротивление, оно компенсирует разницу в массе, но сам им не был удовлетворен: и с однойто силой не разобрался, а тут еще какаято вводится. Но раз масса падающего тела не имеет значения, его можно рассматривать как точку - понятие геометрическое: стало быть, «силу» тяготения можно описать посредством геометрии, значит, сама эта «сила» - проявление геометрии Вселенной.

А еще эта притягивающая «сила» была подозрительно похожа на другое явление - ускоренное движение. Если нас откудато сбросить, «сила» нас потянет вниз, а если мы едем в поезде и он разогнался, нас вдавит в спинку так, что наши ноги могут не стоять на полу - все равно не упадем; и падая, и находясь в ускоряющемся вагоне, мы не ощущаем своего веса. А если вагон опрокинется, нас тоже на некоторое время так вдавит в спинку кресла, что мы не сразу упадем, - «сила» действует снизу вверх? А раз ускоренное движение и «сила» тяготения так похоже действуют - может, ими управляют одни и те же законы? Движение уже описали уравнениями; теперь нужно вывести уравнения, куда войдет и «сила» притяжения, то бишь гравитация, и таким образом будет описано почти что все.

Эйнштейн назвал одинаковое поведение свободно падающих и разгоняющихся тел «принципом эквивалентности», описав его 4 декабря 1907 года в статье «О принципе относительности и его следствиях» (опубликована 22 января 1908 года). Он там еще много любопытного написал - относительно космоса. Предположил, что лучи света должны отклоняться (и скорость света - замедляться), проходя мимо тяжелого тела, только это не «сила» на них действует, а геометрия пространства так велит. Предсказал явление «гравитационное красное смещение»: астрономы увидят, как при удалении солнечного луча от чегото очень тяжелого спектр света покраснеет. Это случится потому, что, оказавшись в поле действия тяжелого предмета, кванты света под его воздействием будут терять энергию и превращаться из «энергичных» фиолетовых и синих в «слабенькие» красные (правильно называть их «коротковолновыми» и «длинноволновыми»). Он не ошибся: такой эффект впервые наблюдали в 1960 году, а в 1976м его подтвердили экспериментально с помощью автоматической космической станции.

И еще он думал (писать об этом пока не стал), как решить одну старинную астрономическую загадку. Еще в 1859 году астрономы обнаружили, что орбита Меркурия не такая, какой должна быть, то есть Меркурий бегает быстрее, чем ему положено по уравнениям. Выдвигались версии о том, что между Меркурием и Солнцем есть еще какаято неизвестная планета, что у Меркурия есть спутники, что около него летает рой астероидов, но все это было бездоказательно. 24 декабря Эйнштейн писал Конраду Габихту: «Я рассчитываю объяснить, чем вызываются непонятные пока вековые изменения перигелия Меркурия, пока чтото ничего не выходит».