Простая сложная Вселенная

НИЧТО, ОБЛАДАЮЩЕЕ ЛЮБОЙ МАССОЙ, НЕ МОЖЕТ ДОСТИЧЬ СКОРОСТИ СВЕТА, НЕ ГОВОРЯ УЖЕ О ПРЕВОСХОЖДЕНИИ ЭТОЙ СКОРОСТИ. ЭТО ЗАКОН.

Ничто не мешает вам бросить мяч, это правда, – но если мяч не может двигаться быстрее скорости света, то ясно, что придется сделать что-то еще, чтобы зашвырнуть его в пустоту перед вами. И ответ дается нашим старым другом E = mc² – дополнительная энергия, придаваемая мячу при броске, превращается в массу, так как не может превратиться в скорость.[27]

Вы уже знаете, что массу можно превратить в энергию (внутри звезд, например), а здесь вы имеете пример противоположного явления: энергия превращается в массу. И вот объяснение: вы только что узнали благодаря специальной теории относительности Эйнштейна, почему вы становились все тяжелее до вашего крика и застывания всего вокруг.

Теперь давайте обратимся к двум другим проблемам вашего высокоскоростного путешествия: замедлению времени и сокращению длины.

Большинство людей (включая меня) одновременно озадачиваются и увлекаются фактом, что универсального времени не существует. Здравый смысл, отточенный миллионами лет эволюции на поверхности нашей крошечной планеты, интуитивно восстает против такой идеи. Но, даже если мы можем видеть воздействие времени на нас и вокруг нас, это довольно абстрактное понятие – нематериальный поток чего-то полностью невидимого. Таким образом, несмотря на странность идеи, мы точно можем привыкнуть к мысли, что со временем не так все гладко, как представлялось до сих пор.

Пространство – совсем другое дело, с ним мы считаем себя знакомыми. Но это ошибка. Мы не знаем его.

Метр – это всегда метр, должно быть, думаете вы?

И снова ошибаетесь. В зависимости от того, как посмотреть.

Пространство и время связаны друг с другом: если меняется время, расстоянию тоже придется измениться.

Почему должно происходить именно так, спросите вы?

Почему расстояния и длины обязаны сокращаться, когда время замедляется?

Ответ на этот вопрос заключается в существовании абсолютного, нерушимого предела скорости природы: скорости света.

Если бы расстояния не сжимались, то вы бы уже нарушили этот предел.

В космическом пространстве свет распространяется со скоростью около 300 тысяч километров в секунду.

Наблюдатель на Земле, заметивший вас летящим на скорости 87 % от скорости света, увидит вас на скорости 260 тысяч километров в его секунду.

Летя на такой скорости, вы, впрочем, должны помнить, что секунды, переживаемые сейчас вами, отличаются от его восприятия времени. На скорости 87 % от скорости света одна ваша секунда приравнивается к двум секундам на Земле – и за эти две секунды наблюдатель видит, что вы пролетели 520 тысяч километров. Это видимое им расстояние в два раза больше расстояния, покрываемого вами за одну секунду.

Ничего особенного, не так ли?

Неправильно. Потому что, даже если бы вы пролетели 520 тысяч километров за две его секунды, прошла только одна ваша.

Это 520 тысяч километров в секунду, насколько вы помните.

Так как скорость света составляет 300 тысяч километров в секунду, то вы побили бы универсальный рекорд…

Но это запрещено. Не полицией, но природой. Запомните: ничто не может двигаться быстрее света. Уже в начале двадцатого века многочисленными экспериментами был установлен как данный факт, так и то, что в космическом пространстве свет всегда передвигается с данной скоростью (не большей и не меньшей). Ньютон никогда бы не смог объяснить это с помощью своего видения мира. Но Эйнштейн справился. С помощью своей теории.

В его теории движущихся тел, специальной теории относительности, время и расстояние должны замедляться и сжиматься таким образом, что, как ни смотри, ни один объект никогда не сможет пересечь пределы скорости света с любой точки зрения.

Время земного наблюдателя проходит в два раза быстрее вашего? Тогда проделанное вами расстояние является, с вашей точки зрения, половиной того, что видит наблюдатель.

Летя на скорости 87 % от скорости света, вы за секунду преодолеваете не 520 тысяч километров, а 260 тысяч. То, что кажется километром с Земли, на самом деле полкилометра для вас.

Ваша скорость всегда одинакова, кто бы ни измерял ее – вы или кто-то другой.

Скорости не зависят от наблюдателя. От него зависят только время и расстояния.

Если с прибавлением скорости далекие галактики покажутся вам гораздо ближе, это потому, что они стали гораздо ближе. Объективно. И это относится не только к расстояниям: сами объекты тоже сжимаются вместе со скоростью. Как видно тому, кто не движется вместе с объектом, любая ракета и все ее пассажиры сжимаются. Даже вы. Летя, подобно Супермену, на скорости 87 % от скорости света, с вытянутым вперед кулаком, вы сжались до половины вашего роста, измеренного рулеткой на Земле. А летящие с вами пассажиры не заметили бы этого, так как их рост тоже бы уменьшился…