Игровая площадка «Земля». Приключенческая теория Мироздания

Первое утверждение говорит о принципиальной ограниченности процессов, происходящих в нашей Вселенной, а значит и об ограниченности самой Вселенной. Как именно она ограничена – по размерам, по времени существования, по причинам и следствиям – мы не можем сказать. Но здравый смысл подсказывает, что если движение как таковое лежит в основе Вселенной, и основная величина, характеризующая движение, ограничена, то и вся Вселенная не является бесконечным равномерным пространством, как описывает его классическая физика и наш повседневный опыт. Сама собой приходит мысль о некоей замкнутой структуре, расположенной внутри чего-то большего, где движение либо не ограничено, либо в принципе отсутствует в привычном для нас понимании. Это еще одна важная концепция, которая движет нас в сторону основной гипотезы этой книги.

Про одинаковость скорости света для разных наблюдателей можно порассуждать более подробно, потому что это один из центральных вопросов теории относительности. С этим постулатом связано множество примеров, формул и практических результатов, но я ограничусь одним примером. Впрочем, подробное описание вы можете пропустить и сразу прочитать вывод, если запутаетесь в поездах, мячах и звездолетах.

Сначала будем говорить о законах классической физики (и нашего повседневного опыта) для движения с небольшой скоростью. Представим себе вагон поезда, проезжающий мимо станции. Поезд едет настолько мягко, что внутри вагона движение совсем не чувствуется, и может показаться, что вагон неподвижен. Точно посередине вагона стоит человек, а на платформе – еще один человек. В тот момент, когда движущийся человек оказывается строго напротив неподвижного, он бросает два мяча в разные стороны с одинаковой скоростью. Мячи пролетают полвагона и одновременно ударяются о переднюю и заднюю стенки вагона. Для обоих наблюдателей очевидно, что мячи достигнут стенок одновременно. Наблюдатель в поезде не замечает движения поезда и видит лишь, что два мяча с одинаковой скоростью долетели до стенок. Человек на платформе видит, что задний мяч пролетает меньшее расстояние, потому что задняя стенка вагона его догоняет, а передний мяч пролетает большее расстояние, потому передняя стенка от него убегает. Но он понимает, что относительно него самого передний мяч летит с большей скоростью, потому что скорость броска складывается со скоростью поезда, а скорость заднего мяча уменьшается на скорость поезда. Увеличение и уменьшение скоростей в точности компенсирует уменьшение и увеличение расстояния, так что мячи действительно долетают до стенок одновременно.

Теперь изменим условия эксперимента. Поезд, станция и наблюдатели будут те же, но человек в поезде будет звонить в колокол, а не бросать мячи. Движение звука определяется уже не силой броска, а тем, как звуковые волны распространяются по воздуху. Звук колокола будет лететь вперед и назад со скоростью звука (около 1200 км/ч) и достигнет обеих стенок вагона одновременно. Предположим, что на стенках закреплены микрофоны и лампочки, так что лампочки мгновенно включаются, когда микрофон поймает звук колокола. Человек в поезде не удивится тому, что обе лампочки вспыхнут мгновенно, потому что, как я сказал раньше, поезд идет плавно, так что человек может и не знать о движении поезда.

Человек на станции тоже увидит вспышки лампочек одновременно и, немного подумав, догадается, почему. Потому что воздух в закрытом вагоне движется с той же скоростью, что и поезд, поэтому скорость волны бегущей назад уменьшится, а скорость бегущей вперед увеличится так же, как и скорости мячей.

Еще немного изменим условия эксперимента. Вместо закрытого вагона мы пускаем открытую платформу. Воздух вокруг нее неподвижен, так же, как и человек стоящий на станции, а колокол и стенки платформы движутся. В этом случае звуковые волны побегут не по движущемуся воздуху внутри вагона, а по неподвижному воздуху станции, так что их скорость относительно станции будет одинакова. Но задняя стенка по-прежнему будет набегать на звук, а передняя будет от него убегать, так что, конечно же, задняя лампочка зажжется раньше, чем передняя. Это увидят оба наблюдателя. Для неподвижного это будет очевидно, потому что он понимает, что звук бежит по неподвижному воздуху. Движущийся наблюдатель тоже догадается в чем дело, потому что он будет чувствовать набегающий на него ветер и будет знать, что он движется относительно станции в отличие от предыдущего раза, когда он об этом не догадывался и считал себя и вагон неподвижными.