Происхождение видов

Интересных задачек можно придумать сколько угодно, например – если космонавт, летящий со субсветовой скоростью, включит фонарик и выпустит луч света по хочу своего движения, то – исходя из того, что скорость света в вакууме всегда одна и та же (якобы «замедление» света при прохождении его в различных средах мы не рассматриваем, так как замедление это кажущееся, происходящее в силу множественного преломления света и увеличения, таким образом, его траектории), получится, что и космонавт летит со скоростью почти равной скорости света, и свет его фонарика улетает от него почти что с той же скоростью! То есть что – космонавт будет видеть, как фотон улетает от него со скоростью улитки? Нет. С точки зрения космонавта свет будет улетать от него с той же самой скоростью – 300 тысяч километров в секунду, но МЫ, смотря на все это, будем видеть, как фотон мирно пасется впереди космонавта.

Для того, чтобы описывать такие удивительные картины, удобно ввести понятие «сокращения пространства». Мы говорим, что пространство сокращается в направлении движения. При доступных нам скоростях ни замедления времени, ни сокращения пространства мы заметить не в состоянии, но в специальных опытах, где элементарные частицы разгоняются до субсветовых скоростей, оба эти явления проявляются исключительно зрелищно. Например, элементарная частица, будучи разогнана в ускорителе, может прожить в тысячи раз дольше другой такой же частицы, которая не подвергается ускорению.

При введении понятия «сокращения пространства» мы можем данные парадоксы описывать на более понятном нам языке. Мы будем видеть, как фотон черепашьим темпом убегает от космонавта, но это с НАШЕЙ точки зрения, а ведь и фотон, и космонавта, и пространство между ними мы видим в чудовищно сжатом виде, и тот самый сантиметр, на который с нашей точки зрения удалится фотон от космонавта за секунду, в мире того космонавта будет равен все тем же тремстам тысячам километров. Ну и сам космонавт будет выглядеть для нас, имеющий микроскопическую толщину в направлении его движения. Мы для него, в свою очередь, будем выглядеть столь же смехотворно.

Еще можно упомянуть о массе. Масса – фактически это мера инерции тела. Или наоборот – инерция тела – мера его массы. С точки зрения уравнений физики это все равно. То есть если я хочу разогнать апельсин, я должен начать постоянно прикладывать к нему силу, тратя на это энергию – апельсин начнет разгоняться, и будет испытывать при этом перегрузку. Говоря о массе, желательно провести точную грань между понятиями «масса» и «вес». Масса – это именно мера инертности тела – об этом мы сейчас и будем говорить. В то время как «вес» - это сила, с которой тело давит на опору. Для удобства нашей предметной деятельности, мы используем эти термины как обозначающие одно и то же. Мы можем сказать «этот апельсин имеет массу в килограмм», и можем сказать «он весит килограмм» - с точки зрения физики, эти утверждения не равноценны, но в нашей бытовой жизни мы этими тонкостями пренебрегаем, и сейчас мы тоже ими пренебрежем.

Итак – при разгоне апельсин будет испытывать перегрузку, при этом его вес будет расти, так как если бы апельсин лежал на весах, то при ускорении весы показали бы увеличение веса, то есть увеличение силы, с которой апельсин давит на чашку весов.

Для того, чтобы теория относительности была непротиворечивой, Эйнштейну пришлось предположить, что именно потому мы и не можем разогнать некое тело до световой скорости, что при приближении к скорости света масса тела стремится к бесконечности, и соответственно мы должны до бесконечности увеличивать необходимую для этого энергию. Эффект увеличения массы при релятивистских скоростях мы также прекрасно можем наблюдать в ускорителях – частица, несущаяся со субсветовой скоростью мимо нас, может весить в тысячи раз больше, чем та же частица, которая относительно нас покоится.

Как вы знаете, Эйнштейну еще пришлось ввести тождество массы и энергии, и язык физики еще более упростился – несущаяся с огромной скоростью МИМО НАС частица обладает с нашей точки зрения огромной кинетической энергией, а поскольку энергия эквивалентна массе, то и не удивительно, что такая частица имеет огромную массу. С точки зрения той несущейся мимо нас частицы все, конечно, наоборот – именно мы несемся мимо нее и обладаем огромной массой. Получается удивительное явление – масса является относительным понятием! Она зависит от системы отсчета. Ну и опять-таки множество экспериментов показали, что масса и энергия в самом деле могут превращаться друг в друга, или, говоря более точно, некий объект, проявляющий себя для нас как «частица», при определенных условиях начнет проявлять себя как «энергия», «излучение», причем количественное соотношение удовлетворяет известной эйнштейновской формуле E=MC2