Космические рубежи теории относительности

Чтобы пройти расстояние 20 км, свету требуется примерно 6 стотысячных секунды. Поэтому обычные частицы (тардионы) широкого атмосферного ливня должны прийти на землю более чем через 6 стотысячных секунды после первого столкновения частицы первичных космических лучей с атомом в верхних слоях земной атмосферы. Клей и Кроуч обнаружили малые ливни, непосредственно предшествовавшие началу широкого атмосферного ливня (рис. 3.18). Это, по-видимому, указывает на присутствие в атмосферном ливне тахионов. Клей и Кроуч проанализировали данные о 1307 атмосферных ливнях, зарегистрированных с сентября по август 1973 г. Их анализ дал статистически значимое число частиц, пришедших менее чем за 6 стотысячных секунды до начала собственно широкого атмосферного ливня.

РИС 3.18. Порождаются ли тахионы космическими лучами? Если бы при столкновении космических лучей с атомами в верхних слоях земной атмосферы рождались тахионы, то они достигали бы поверхности Земли раньше, чем все остальные частицы.

Хотя работа Клея и Кроуча вовсе не доказывает, что тахионы существуют, их результаты, несомненно, представляют интерес. Будем надеяться, что дальнейшие наблюдения широких атмосферных ливней в конце 1970-х годов либо подтвердят, либо опровергнут существование «предвестников», приходящих менее чем за 6 стотысячных секунды до начала ливня. Если существование тахионов подтвердится, то это радикально повлияет на всю науку: причинность может нарушаться - следствие может предшествовать своей причине.

4

ГРАВИТАЦИЯ И ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Основная задача, с которой встретились древние астрономы - это объяснение движения планет. Наблюдая их на протяжении тысячелетий, люди узнали, что планеты движутся лишь в узкой полосе двенадцати созвездий, опоясывающих небосвод и получивших название Зодиака. При этом каждая планета описывает на протяжении недель или месяцев сложный путь среди неподвижных звёзд этих созвездий (рис. 4.1). Именно поэтому слово «планета» происходит от древнегреческого глагола, означающего «странствовать».

РИС. 4.1. Видимый путь планеты Марс. На приведенной карте звёздного неба показан видимый путь Марса в созвездии Козерога в 1971 г.

Стремление понять движение планет имело в древности глубокие причины. Планеты почитались как олицетворение богов, и понять их движения означало для людей постижение намерений богов, обитавших на небесах. Очевидно, те жрецы или астрологи, которые могли предсказать движение планет среди неподвижных звёзд, обладали и богатыми знаниями, и властью.

Из всех систем мира, созданных в древности для объяснения движения планет, наибольшей известностью пользовалась система Птолемея, жившего в Александрии во II в. н. э. Система мира Птолемея была уточнением и усложнением более раннего труда Гиппарха, исходившего из двух основных предположений. Во-первых, древние были убеждены, что Земля находится в центре Вселенной. Если вы едете на лошади или в колеснице или просто прогуливаетесь, то факт вашего движения очевиден. Но так как почва под вашими ногами неподвижна, то вполне разумно предположить, что Земля покоится. Поэтому из еженощных наблюдений звёздного неба древние заключили, что оно обращается вокруг нашей Земли, которая неподвижна и находится в центре Вселенной. Во-вторых, прямая и непосредственная связь небес с богами обеспечивает им совершенство. А поскольку небеса совершенны, то любая попытка объяснить движения небесных светил по необходимости должна исходить лишь из окружностей - наиболее совершенных фигур в геометрии. Поэтому система мира Птолемея - это геоцентрическая система, в которой всё должно объясняться с помощью окружностей и круговых движений.

В Древней Греции господствовала точка зрения, что странствия планет среди созвездий Зодиака следует объяснять предположением, что планеты обращаются по эпициклам- окружностям, которые в свою очередь движутся по деферентам, центр которых приблизительно совпадает с Землей (рис. 4.2). Вклад Птолемея в эту систему состоял в её разработке во всех подробностях. В его «Альмагесте», включающем 13 книг, содержится всё, что должен был знать древний астроном или астролог, чтобы рассчитать положение Солнца, Луны и планет на каждую ночь.

РИС. 4.2. Система мира Птолемея. В геоцентрической системе Птолемея движение планет описывается с помощью системы окружностей. Считается, что планета движется по эпициклу, который в свою очередь следует по деференту, центр которого совпадает с Землей.