Знание-сила, 2007 № 08 (962)

Теоретически такой постулат быть выведен или доказан не может, однако экспериментально не замечено сигналов, распространяющихся быстрее, чем скорость электромагнитного излучения (света, радио, гамма-квантов) в вакууме. Она и принята в качестве предельной скорости. Так вот, если три упомянутых наблюдателя движутся с постоянной скоростью — один в одну, а второй в другую стороны относительно первого наблюдателя, то ввиду того, что сигналы о происшедших событиях приходят к ним не мгновенно, а с обязательным запаздыванием, события А и В и будут восприниматься ими как неодновременные. В специальной теории относительности — а это и есть теория, вытекающая из принципа инвариантности Галилея и постулата об ограниченности скорости передачи информации — получается также результат о замедлении движущихся часов, наблюдаемый при нынешних технических возможностях непосредственно уже при скоростях обитаемых космических аппаратов. Хотя они и сильно меньше скорости света. Выводы специальной теории относительности подтверждаются всем массивом современных экспериментальных данных, и она является надежно установленной истинной физической теорией. Попытки опровергать ее на основе умозрительных построений контрпродуктивны. Они отвергаются научными учреждениями без объяснения причин, и правильно!

Иногда говорят, будто в теории относительности возникает, помимо трех пространственных координат, еще и четвертая — время, — и тем самым мы имеем дело с четырехмерным пространством, в котором и живем. В таком виде это утверждение неверно, потому что оно практически бессодержательно. Любой железнодорожный диспетчер при составлении графика движения поездов пользуется временем как четвертой координатой. Вот вам и четырехмерное пространство без всякой теории относительности!

Дело совсем в другом. В специальной теории относительности четвертая координата оказывается совершенно равноправной с любой из трех пространственных координат. Четырехмерное пространство оказывается наделенным совершенно определенными свойствами и в этом случае называется пространством Минковского, или, более старомодно, псевдоевклидовым пространством. Сказал бы Кант, что такое представление о пространстве-времени является врожденным, априорным, доопытным? Едва ли. Но он мог бы сказать, что оно абсолютно и стал бы защищать этот последний бастион.

Однако Кант давно умер, а Эйнштейн решил, вдохновленный успехом своего детища — специальной теории относительности — пойти в поисках абсолютной идеи о пространстве-времени еще дальше и занялся чем-то, что не было вызвано необходимостью объяснения каких бы то ни было существовавших в то время фактов (в отличие от специальной теории относительности, которая была реакцией на представлявшийся совершенно загадочным опыт Майкельсона, установивший одинаковость скорости распространения света поперек и вдоль направления движения Земли).

Ему очень захотелось, чтобы весь мир управлялся только геометрией пространства-времени. Это ему здорово удалось, но по отношению не ко всему разнообразию явлений, а только к гравитации. Известно еще со времен того же Галилея, что движение тела в поле тяжести (гравитационном поле) не зависит от его массы. Эйнштейн возвел это наблюдение в принцип, назвав его принципом эквивалентности. Он гласит, что сила гравитации эквивалентна силе инерции, которая действует на тело в ускоренной системе отсчета. Например, если кто-то хочет, чтобы жир всплыл на поверхность молока, образовав сливки, он выставит кринку в поле тяжести Земли на подоконнике, а может вместо этого раскрутить ее на центрифуге. Наблюдатель (ускоренный), вращающийся вместе с центрифугой, будет воспринимать действующую на него центробежную силу инерции как гравитационную. Поэтому сливки будут всплывать на поверхность молока, не замечая подмены силы тяжести силой инерции.

Переход к ускоренной системе отсчета, своей в каждой точке пространства, есть локальное преобразование четырех координат, включая время. Оно приводит к искривлению всей геометрии четырехмерного пространства. Такая теория называется общей теорией относительности. Принцип эквивалентности Эйнштейна включает в себя как частный случай принцип инвариантности Галилея и служит его обобщением.