Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Как зафиксировать искривление луча света, проходящего вблизи Солнца? Для этого был предложен красивый эксперимент. Во время полного солнечного затмения Луна загораживает нам Солнце, становится темно, и рядом с Солнцем можно увидеть яркие звезды. Значит, свет звезды проходит совсем рядом с Солнцем, и, согласно теории Эйнштейна, он должен искривиться. Земному наблюдателю должно показаться, что звезда как будто отодвинулась от Солнца. Если сравнить положение звезды на небе во время затмения (когда луч света проходит мимо Солнца) с положением этой же звезды, когда Солнце находится в другой части неба, эффект можно обнаружить. Расчеты Эйнштейна предсказывали, что отклонение звезды должно составить 1,75 угловой секунды. Это очень маленький угол, но, как мы помним, уже в середине XIX века люди научились измерять такие углы.

Проверку предсказания Эйнштейна решили провести, наблюдая полное солнечное затмение 29 мая 1919 года. Времена были непростые. Только что закончилась Первая мировая война, но на территории молодой Советской России находились интервенты из стран Европы и Америки. Тем не менее воюющая Британия выделила средства на экспедицию. Затмение наблюдали по крайней мере в двух точках: из бразильского города Собрал и с острова Принсипи у побережья Африки.

Искривление луча света вблизи Солнца. Наблюдать смещенные положения звезд возможно лишь во время солнечного затмения. Наблюдатель видит звезду сместившейся на угол альфа, то есть луч света, проходя вблизи Солнца, искривился.

Через полгода, 6 ноября 1919 года, на общем собрании Королевского общества (Британской академии наук) и Королевского астрономического общества инициатор проекта, знаменитый астроном сэр Артур Эддингтон (1882–1944), сообщил о результатах наблюдений. Общая теория относительности была блестяще подтверждена! Отклонение света в Бразилии составило 1,98 угловой секунды, на Принсипи — 1,61 угловой секунды. Неизбежная ошибка измерений составляла 0,30 угловой секунды, и это означало, что в пределах ошибки прогноз Эйнштейна был подтвержден. Свет шел не по прямой, а по геодезической, которая изогнулась вместе с пространством под воздействием гравитации Солнца.

Нобелевский лауреат по физике (открыватель электрона) Джозеф Джон Томсон (1856–1940) торжественно провозгласил: «Это самый важный результат, полученный в связи с теорией гравитации со времен Ньютона! Он представляет собой одно из величайших достижений человеческой мысли!»

Итак, согласно новой теории, массивные тела искрив­ляют пространство-время. Если масса велика, велико будет и искривление. Оно может привести к удивительным эффектам — проколам в пространстве-времени, обмену свойствами между пространством и временем, замыканию на себя фрагмента пространства, замыканию времени или изменению направления его стрелы. Эти поразительные эффекты проявляются лишь в экстремальных случаях — вблизи (и внутри) гигантских масс в черных дырах. Но теория предсказывала, что такие явления в принципе существуют.

Теория Эйнштейна выдержала все проверки. Она дает прогнозы, которые оправдываются в экспериментах и наблюдениях. Другие теории не могут объяснить те эффекты, которые объясняет теория относительности. И все это позволяет нам считать теорию относительности правильной.

Газета «Лондон Таймс» опубликовала фотографию Эйнштейна на следующий день после памятного доклада Эддингтона. Статья называлась «Революция в ­науке». Спустя двое суток об ученом написали по ту сторону океана — в газете «Нью-Йорк Таймс». Альберт Эйнштейн стал знаменитым.

Это поразительный случай в истории науки. В начале ХХ века теория стремительно вошла в культурные коды человечества. Словосочетание «теория относительности» стало широко известным, а сам Эйнштейн — чрезвычайно популярным. Теорию обсуждали в модных салонах, ее упоминали даже те, кто был далек от науки. При этом почти никто (кроме физиков, и то далеко не всех) не понимал сущности этой теории. Фраза «все в мире относительно», которая, с точки зрения автора, является довольно малосодержательной, но якобы выражает суть теории, на самом деле ни к Эйнштейну, ни к его теории никакого отношения не имеет. Но многие ученые свидетельствовали, что, несмотря на кажущуюся внешнюю абсурдность, теория относительности логична, последовательна, математически красива и подтверждается опытом — а значит, верна.

Теория относительности изменила картину мира. Пространство-время перестало быть абсолютным, единым для всей Вселенной. Оказалось, что оно динамично и изменчиво, может изгибаться и искривляться под воздействием погруженных в него масс. Выяснилось, что скорость движения любых тел в пространстве-времени всегда равна скорости света в указанном выше смысле, при этом неподвижное в пространстве тело движется только во времени, зато с ростом скорости в пространстве ход времени тела замедляется.

Не удержусь, чтобы не процитировать хорошо известные стихи в переводе Самуила Маршака: