Стивен Хокинг: «В Боге не было необходимости, а у Бога не было времени» Страница 2 из 3



3 равно 2Называвший сам себя «цыганом и бродягой», великий Эйнштейн выяснил, что два компонента Вселенной — материя и энергия — это, по сути, одно и то же, как две стороны одной монеты. Его знаменитое E = mc2 (где E — энергия, m — масса тела, c — скорость света в вакууме) означает, что массу можно рассмотреть как вид энергии, и наоборот. Таким образом, Вселенную нужно рассматривать как «пирог», состоящий уже всего из двух составляющих: энергии и пространства. Но как он к этому пришел?

Одному и тому же предмету — например, летящему шарику для пинг-понга — можно приписать разную скорость. Все зависит от того, относительно какой системы отсчета эту скорость измерять. Если мячик брошен внутри едущего поезда — его скорость можно вычислить относительно поезда, а можно — относительно земли, по которой этот поезд едет, и которая, как известно, тоже движется и вокруг своей оси, и вокруг Солнца, которое и само движется… и так далее, без конца.
Если верить законам Ньютона, то же должно относиться и к свету. Но благодаря Максвеллу науке стало известно, что скорость света неизменна, откуда бы мы ее ни измеряли. Чтобы примирить теорию Максвелла с механикой Ньютона, была принята гипотеза о том, что повсюду, даже в вакууме, есть некая среда, называемая «эфир». Согласно теории эфира, световые волны (а мы знаем, что свет одновременно имеет свойства и волны, и частицы) распространяется в нем так же, как звуковые волны в воздухе, и их скорость должна измеряться относительно этого эфира. В этом случае разные наблюдатели регистрировали бы разные значения скорости света, но относительно эфира она оставалась бы постоянной.

Однако знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли, состоявшийся в 1887 году, заставил ученых отказаться от идеи эфира навсегда. К великому удивлению самих экспериментаторов, им удалось доказать, что скорость света не меняется никогда, относительно чего бы она не измерялась.





Принцип относительности Эйнштейна гласит, что законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся систем, независимо от их скорости. Это было верно для законов движения Ньютона, однако теперь Эйнштейн распространил свою гипотезу и на теорию Максвелла.
Это означает, что, раз скорость света является постоянной, то любой свободно движущийся наблюдатель должен фиксировать одно и то же значение, которое не будет зависеть от скорости, с которой он приближается к источнику света или удаляется от него. Этот простой вывод объяснял появление скорости света в уравнениях Максвелла без привлечения эфира или другой привилегированной системы отсчета. Но из того же вывода следовал ряд и других невероятных открытий. И, прежде всего, изменение представления о времени.

Например, согласно Специальной теории относительности, человек, едущий на поезде, и тот, что стоит на платформе, разойдутся в оценке расстояния, пройденного светом от одного источника. А поскольку скорость — это расстояние, деленное на время, то единственный способ для наблюдателей прийти к общему выводу относительно скорости света — это разойтись также и в оценке времени. Именно так теория относительности навсегда покончила и с идеей абсолютного времени!

Еще один вывод СТО — это неразделимость времени и пространства, которые составляют некую общность, пространство-время.

Развивая идеи СТО в Общей теории относительности, Эйнштейн показал, что гравитация — вовсе не некая притягивающая сила, а следствие того, что пространство-время искривляется массой и энергией, которые находятся в нем.





В этой связи вернемся к разрушенной до основания иллюзии абсолютного времени. Эйнштейн доказал, что около массивных тел, таких, как, например, Земля, должен замедляться и ход времени (если говорить грубо, это происходит из-за искривления пространства, а значит и времени — некоего их «растягивания» вокруг массивного тела). Чем больше масса тела, тем медленнее в его окрестностях будет течь время, и наоборот.
Как известно, на земной орбите время течет быстрее, чем на планете, поэтому космонавты возвращаются домой чуть более молодыми, чем могли бы быть, если бы выбрали другую профессию и всегда находились бы на Земле. Впрочем, такую «моложавость» космонавтов практически невозможно наблюдать. Во-первых, в силу близости земной орбиты к Земле, а во-вторых, из-за краткосрочности пребывания космонавтов на орбите. А вот если бы кому-нибудь из них удалось отправиться в космическое путешествие на корабле, развивающем скорость, близкую к скорости света, и вернуться через год, то он, безусловно, не нашел бы в живых не только никого из своих близких, но и многие поколения своих внуков и правнуков.



  • 550
  • 10/09/2015


Поделись



Подпишись



Смотрите также

Новое