Знак Вопроса 2005 № 01

Альберт Эйнштейн, величайший физик XX века!.. Кто же из учеников и последователей так его подставил? — или он сам себя подвел? Ходила же в мире ученых слава, будто в математике он был слабоват…

Здесь я говорю про знаменитый «парадокс близнецов». Любой из нас, кто хотя бы в детстве интересовался физикой, или астрономией, или научной фантастикой, знаком с ним. Напомню: речь о том, будто космонавты, которые слетают к далекой звезде почти со скоростью света, в дороге почти не постареют, поскольку время у них обязано замедлиться, и поэтому первопроходец, побывавший на чужих мирах и вернувшийся на Землю, возмужавший и повзрослевший на пару лет, при радостной встрече с братом-близнецом, никуда не летавшим, обнаружит, что тот… уже дряхлый дедушка. Причина этого загадочного явления именно в полете почти со скоростью света!.. Вот вам и весь «парадокс близнецов». Сколько великолепных фантастических романов именно на нем основано, и какие потрясающие перспективы (уже без фантастики) открывает он перед человечеством, если мы действительно научимся летать в космосе со скоростью почти световой, — ведь это для нас возможность заселить буквально всю Вселенную!..

Хорошо школьному учителю математики, проверяющему дома тетрадки: в задачнике есть правильные ответы. Ну, а если он поставит задачу, ответа на которую сам не знает? Возможно, тогда он поверит такому решению дотошного школьника, где не углядит ошибок, и назовет его будущим Лобачевским… Именно таким учителем является Бытие, а ученые — те же самые школьники, но решающие задачи без готовых ответов. И у них тоже попадаются ошибки — неочевидные, хитрые настолько, что потом могут десятки лет вводить всех, начиная с автора решения, в заблуждение. Так и произошло с «парадоксом близнецов».

Именно вопросу о том, что происходит при полетах с околосветовой скоростью (не суть важно, с человеком происходит или всего лишь с элементарной частицей), и посвятил Альберт Эйнштейн свою Специальную Теорию Относительности (СТО), которую разработал в самом начале XX века. Что будет с массой, что с расстояниями вперед и вбок, что со временем?.. Она была признана и прославлена именно потому, что во многом он оказался прав, это подтвердилось экспериментами. Во многом прав, но вот что касается времени…

Почему она называется «теорией относительности»? — потому, что в основе ее положен такой принцип: во Вселенной «нулевой скорости» нет, мы ничто не можем с уверенностью назвать покоящимся, неподвижным, а потому любой объект (любой сгусток звезд или даже любой куда-то мчащийся космолет) вправе временно принять за нулевую точку отсчета для скоростей всех окружающих его предметов, звезд и космических частиц, как бы посчитать его неподвижным. Отсюда и «относительность»; например, земные наблюдатели обнаружили промелькнувший мимо чей-то космический корабль — и за долю секунды разглядели чудеса, происходящие с ним из-за большой скорости: например, то, как он невероятно сплюснут. Однако и наблюдатели на этом корабле точно так же удивились, что планета, мимо которой они промчались, сплюснута — не шар, а скорее блин! На том и основана СТО, что все такого рода искажения наблюдаются симметрично, взаимно, и нет разницы, кого считать «летящим», а кого «покоящимся». Это базовый принцип СТО; однако в «парадоксе близнецов» он оказался нарушен.

Во всей этой теории речь именно о наблюдаемых (точнее, воспринимаемых) со стороны изменениях в объекте, стремительно пролетающем мимо. Кстати, это совершенно объективно! Так, допустим, в земную атмосферу влетает жалкий протон, весящий всего-то полторы септиллионные доли грамма. Но космические поля разогнали его до почти световой скорости, поэтому атомами воздуха он воспринимается как объект массой в сотни килограммов, а то и даже в сотни тысяч тонн, — будто это внезапно ворвавшийся к нам астероид. И частицы воздуха соответственно реагируют, закручивая свои пути, так что там, где пролетел этот протон, остается отчетливый след — кстати, легко проводящий электричество. Вспомните зигзаги молний во время грозы. Любой прямой отрезок такого зигзага — это пробежка молнии по удобной колее, пропаханной в атмосфере одной из сверхбыстрых космических частиц.

Да, здесь перед нами особый случай объективности. Объективно наблюдаемое со стороны — не есть то, что происходит с самим объектом. Это, кстати, еще один важный принцип СТО (к сожалению, гораздо реже называемый вслух). В самом ли деле стал таким массивным этот протон? — нет, конечно. Каким легким был, таким он и остался. Все дело во взаимных скоростях.