Горизонты техники для детей, 1969 №9

Представьте себе поезд, мчащийся с огромной скоростью. На полу вагона лежит зеркальце, а точно над ним висит фонарик. Луч света падает на зеркальце вертикально и отражается на потолок. Так это будет видеть пассажир поезда. Иначе этот же процесс увидит наблюдатель, стоящий на перроне, вдоль которого проезжает поезд-ракета. Он увидит, что пока луч света дойдет до зеркальца, оно сместится имеете с поездом на некоторое расстояние. Лучу надо пройти отрезок «а» (см. чертеж). Отразившись от зеркальца, луч пойдет не вертикально вверх, а по наклонному пути «Ь», так как потолок за это время пройдет путь «с». В обоих случаях в глазах наблюдателя на перроне луч пройдет бóльший путь, чем это увидит пассажир поезда. Но и для одного, и для другого случая скорость света будет одинакова и равна 300 000 км/сек. Поэтому на преодоление большего пути лучу требуется больше времени. Отсюда вывод напрашивается сам собой: в мчащемся поезде время идет медленнее, чем на перроне. Это «замедление» времени незаметно даже в самых быстрых поездах, и даже в самолетах. Оно заметно станет лишь при скорости поезда, сравнимой со скоростью света.

Но мы, фантасты с богатым воображением, можем себе представить и такой случай.

Поезд мчится со скоростью 240 тысяч километров в секунду. Предположим, что наблюдатель на перроне измерил, что луч света проходит от фонарика (на потолке) к зеркальцу (на полу) и обратно за 10 секунд (ну и высоченный же этот мнимый поезд!).

За 10 секунд луч пройдет расстояние

10 х 300 000 км = 3 000 000 а поезд пройдет путь

10 х 240 000 = 2 400 000 км

На чертеже ниже этот пример показан графически в виде треугольника, где:

а — b — путь, пройденный лучом, а

с — расстояние, на которое сместится поезд за это время.

Дано:

а + b = 3 000 000 км — путь, пройденный лучом за 10 сек.;

с = 2400 000 км, путь, пройденный поездом за 10 секунд.

Какова высота h поезда (расстояние от фонарика до зеркальца)?

Подсчитаем по теореме Пифагора:

a² = h² + (c/2)^2,

т. е. h² = а² — (c/2)²,

a = 3 000 000/2 = 1 500 000

с/2 = 2 400 000/2 = 1 200 000

Подставляя эти данные, получим: h² = 1 500 000² — 1 200 000²

h = 900000 км

Это и есть высота вагона поезда. Не удивляйтесь, что высота вагона такая огромная. В поезде, который в течение одной секунды проделывает 240 тысяч километров, всё возможно.

Зная расстояние h между фонариком и зеркальцем, можно легко подсчитать, что в глазах пассажира луч света пройдет дважды высоту вагона, то есть два раза расстояние h, что можно записать в виде:

900 000 х 2 = 1 800 000 км.

Для прохождения этого пути ему понадобится 6 секунд

(1 800 000/300 000 = 6)

Следовательно, в то время, как на перроне прошло 10 секунд, в вагоне прошло только 6.

Бели бы наш пассажир ехал таким сверхскоростным поездом в течение 6 лет, на перроне прошло бы за это время 10 лет. Представьте себе, что если бы из двух восьмилетних близнецов один остался дома, а второй путешествовал на нашем поезде 8 лет, то по возвращении домой близнецу-путешественнику было бы 14 лет, а оставшемуся дома — восемнадцать. И это не выдумки, а выведенные по формулам цифры.

Легко заметить, что чем больше скорость поезда, тем медленнее идет в нем время, конечно, для наблюдателя, находящегося снаружи. Вполне вероятно, что при еще большей скорости, чем 240 тысяч километров в секунду может быть так, что двадцатилетний папа, оставив на земле своего грудного младенца, вернется из космоса двадцатисемилетним юношей, а его встретит семидесятилетний сын-старичок.

Все это, конечно, теоретические рассуждения. Скорость космических кораблей сейчас слишком мала, чтобы были заметны разницы во внешнем виде космонавтов. Скорость современных космических кораблей не превышает 11 км/сек. то есть в 100 000 раз меньше скорости света.

Технике предстоит проделать огромнейший путь, чтобы встреча, о которой мы рассказывали вначале, могла иметь место. Может быть кто-нибудь из вас скажет встречающему на космодроме будущего старикашке:

— Сыночек, если будешь послушным, в следующий раз возьму тебя с собой в космос!

Влодзимеж Вайнер

А все остается по-прежнему

Этот рассказ нашего читателя был награжден на Международном конкурсе, посвященном 50-летию Ленинского Комсомола.

Глава I. Как все началось.

Однажды я сидел и читал книгу. Книга была интересная: «у космонавтов замирало в груди: они не представляли, они просто не могли представить, что все родные и знакомые — старики, а родители в глубокой старости или уже умерли.»

«Закой, закой!» — раздается голос Светы. Она тянет меня за ухо. — «Дай касятку!» — кричит она. «Папа», — говорю я, — «возьми её». «Сейчас», — говорит папа. Он занят: в руках у него паяльник — чинит телевизионный узел.

Вдруг по радио передают: «Внимание, внимание! В Академии Наук Ленинграда готовится полет в космос на 1 год (по земному времени 10 лет)».