Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Второе. Существует максимальная (предельная) скорость распространения взаимодействий. И, так как это тоже закон природы, ясно, что скорость эта одна и та же для всех инерци- альных наблюдателей, с какой бы скоростью (меньшей макси­мальной, понятное дело) они мимо друг друга ни двигались бы. Это экспериментальный факт, впервые обнаруженный в опыте Майкельсона-Морли в 1887 году и многократно потом воспро­изведенный.

Второй постулат часто формулируется в виде «скорость света является константой». Но такая «краткая формулировка» может привести (и зачастую приводит) к недопонимаю, а то и является источником нездоровых сенсаций для журналистов (вида «уче­ные изменили скорость света!»). На самом же деле константой является скорость света в вакууме — а еще точнее, скорость света в вакууме этой константе (максимальной скорости распростра­нения взаимодействий, как уже было сказано) равна. Точна так же ей будет равна скорость любых безмассовых частиц (правда, после открытия у нейтрино массы число кандидатов на эту роль к одним только фотонам и сводится)¹.

А вот в среде (например, в воздухе) скорость света может быть и меньше — причем в принципе весьма значительно меньше. Так, в 1999 году группа ученых из Стэнфордского и Гарвардского университетов (умела «замедлить» свет до скорости всего 17 м/с (чуть больше 6о км/ч) — и это еще, по их уверениям, не предел. Причиной тут является поглощение и последующее переизлуче- ние фотонов атомами среды.

Так что в среде можно двигаться со скоростью, большей ско­рости света (в этой же среде!). Существует явление черенковско-

Имеются в виду уже открытые элементарные частицы. Теоретические же кандидаты имеются в количестве — начиная с гипотетических грави­тонов. — Примеч. авт.

303

— Часть VI — /

го (по имени первооткрывателя — советского ученого Федора Черенкова) излучения, которое возникает при движении заря­женной частицы (например, электрона) в среде со скоростью, превышающей скорость света. И данное явление, как уже тоже было сказано, используется в экспериментах по нейтринным осцилляциям, а также при регистрации космических лучей.

При анализе движения далеких галактик тоже возникают эф­фекты «сверхсветового» движения. Причем эффекты эти могут быть как «видимыми» (т. е. кажущимися, не существующими на самом деле), так и истинными. Но рассказ об этом (и почему тут нет противоречия с теорией относительности) тоже будет чуть позже.

Итак, как видим, постулатов, легших в основу СТО, — всего два. И все выводы СТО, связанные с «замедлением времени» для движущихся тел, «сокращением расстояний», «парадоксом близнецов» (который, впрочем, корректно может быть разре­шен только в рамках Общей Теории Относительности), «ростом массы»¹, — однозначным образом выводятся из этих двух впол­не элементарных постулатов. Так что лично нам все потуги «ни­спровергателей Эйнштейна» представляются априори обречен­ными на провал.

Но для целей космологии более важным оказалось создание в 1915 году Общей Теории Относительности (ОТО), введшей в рассмотрение эффекты гравитационного взаимодействия. При всей математической сложности ее аппарата (опирающегося на тензорное исчисление) от Специальной Теории Общую отличает добавление всего одного постулата — так называемого принципа эквивалентности гравитационной и инертной массы. Он гласит, что та (инертная) масса, которая фигурирует во втором законе Ньютона («Сила равна произведению массы на ускорение»), и гравитационная масса из закона всемирного притяжения («Тела

¹ Впрочем, масса как раз на самом деле не растет, это один из видов так называемого научного жаргона. Но это уже тема совсем другого разгово­ра. — Примеч. авт.

304

притягиваются с силой, прямо пропорциональной произведе­нию их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними») — одно и то же.

Ну и, как иллюстрация данного принципа эквивалентно­сти, — знакомый, думаем, многим читателям этой книги «лифт Эйнштейна». Человек, находящийся в закрытом со всех сторон непрозрачном лифте, не сможет определить — стала ли лифт притягивать какая-либо планета либо его потащило некое кос­мическое чудовище¹. Или же, в другом варианте, — что в свобод­но падающем в поле тяготения лифте должна наступить невесо­мость.

Безусловно, принцип эквивалентности тоже многократно под­твержден самыми разнообразными физическими эксперимента­ми, начиная с хрестоматийного опыта Галилея по бросанию ядер с Пизанской башни. Среди же современных экспериментов мож­но выделить готовящиеся к запуску спутниковые миссии STEP (Satellite Test of the Equivalence Principle — Спутниковый Тест Принципа Эквивалентности), разрабатываемый в Стэнфордском университете, французский проект MICROSCOPE (Micro-Satellite a trainee Compensee pour 1’Observation du Principe d’Equivalence) и итальянский Galileo Galilei. Они должны проверить точность выполнения принципа эквивалентности вплоть до 18-го знака после запятой!