Полет к звездам. Что показала теория относительности.

Эйнштейн

Прежде всего, эта теория показала, что понятие одновременности, которое казалось столь простым и очевидным, не имеет абсолютного характера, который ему приписывала классическая физика. Представим себе ракету, которая движется относительно Земли прямолинейно и равномерно.

Астронавт, находящийся в середине ракеты, будет считать, что вспышки света в ее хвостовой и носовой частях произошли в один момент, поскольку он их увидел одновременно. Наблюдатель на Земле, находясь рядом с проносящимся мимо астронавтом, увидит вспышки также одновременно. Но он сочтет, что в хвостовой части вспышка произошла раньше, так как ракета движется, а во время вспышек хвостовая часть была дальше от земного наблюдателя, чем носовая. Такой же результат получил бы астронавт, если бы вспышки делались не на ракете, а на Земле.

Более того, оказывается, что и длина не абсолютна; она зависит от относительного движения. Пусть по измерениям нашего астронавта длина ракеты будет равна, скажем, 100 метрам. Но земной наблюдатель, попытавшись одновременно отметить положение ее концов, получит меньшую величину, например 99 метров. Ведь положение носовой части он определит, с точки зрения астронавта, раньше, а хвостовой — позже, когда ракета сдвинется на 1 метр. Сам же наблюдатель считает обе отметки одновременными, поэтому длина летящей ракеты для него окажется меньше.

Такими же относительными являются и интервалы времени. Сравнивая ход часов на Земле и летящей ракете, земной наблюдатель обнаружит, что время на космическом корабле течет медленнее, чем на нашей планете.

Таким образом, длина тела, движущегося с большой скоростью, сокращается в направлении движения. Это сокращение быстро растет с приближением скорости движения к скорости света. В таком же отношении уменьшаются промежутки времени в движущейся системе.

ПУТЕШЕСТВИЕ В БУДУЩЕЕ

Как мы только что убедились, в ракете, летящей с субсветовой скоростью, течение времени, по законам теории относительности, должно замедлиться. Любые часы (пружинные или кварцевые), радиоактивный эталон времени и даже человеческое сердце покажут нам, что за время перелета к Проксиме Центавра и обратно в ракете протекло на 4 года меньше, чем на Земле.

Таково одно из интереснейших следствий теории относительности. Но это не только чисто теоретический вывод. Имеются и практические подтверждения этого невероятного на первый взгляд обстоятельства.

Известно явление распада мезонов — элементарных частиц с массой в 300 раз больше электрона. Наблюдения показали, что у мезонов, образующихся в космических лучах и обладающих большими скоростями, продолжительность существования возрастает именно так, как предсказывает теория относительности.

Почему же мы не замечаем замедления времени в жизни? Потому что при малых скоростях (сравнительно со скоростью света) разница во времени будет ничтожно мала. Даже на ракете, которая совершит полет по солнечной системе в течение года со средней скоростью 15 км/сек., часы разойдутся с земными лишь на 0,015 секунды. Но если скорость увеличить до 299 900 км/сек., то когда на Земле пройдет 38 лет, на ракете пройдет год. Путешественники, вернувшись из своего недолгого, как им казалось, путешествия, зacтaнyт на Земле своих детей пожилыми людьми, а внуков — взрослыми. Сами же они состарятся только на год. Правда, чем ближе скорость движения к скорости света, тем труднее ее достигнуть. Но в принципе такие скорости достижимы. Значит, «путешествие в будущее» действительно возможно.

Продолжение следует…

Авторы: В. А. Бронштэн, И. Д. Новиков.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *