Політ до зірок. Що показала теорія відносності.

Ейнштейн

Перш за все, ця теорія показала, що поняття одночасності, яке здавалося настільки простим і очевидним, не має абсолютного характеру, який йому приписувала класична фізика. Уявімо собі ракету, яка рухається відносно Землі прямолінійно і рівномірно.

Астронавт, що знаходиться в середині ракети, буде вважати, що спалахи світла в її хвостовій і носовій частині відбулися в один момент, оскільки він їх побачив одночасно. Спостерігач на Землі, перебуваючи поруч з астронавтом, який проноситься повз, побачить спалахи також одночасно. Але він вважатиме, що в хвостовій частині спалах стався раніше, так як ракета рухається, а під час спалахів хвостова частина була далі від земного спостерігача, ніж носова. Такий же результат отримав би астронавт, якби спалахи робилися не на ракеті, а на Землі.

Більше того, виявляється, що і довжина не абсолютна, вона залежить від відносного руху. Нехай за вимірюваннями нашого астронавта довжина ракети буде дорівнює, скажімо, 100 метрам. Але земний спостерігач, спробувавши одночасно відзначити положення її кінців, отримає меншу величину, наприклад 99 метрів. Адже становище носової частині він визначить, з точки зору астронавта, раніше, а хвостової – пізніше, коли ракета зрушиться на 1 метр. Сам же спостерігач вважає обидві позначки одночасними, тому довжина ракети, що летить для нього виявиться менше.

Такими ж відносними є і інтервали часу. Порівнюючи хід годинника на Землі і ракеті, земний спостерігач виявить, що час на космічному кораблі тече повільніше, ніж на нашій планеті.

Таким чином, довжина тіла, що рухається з великою швидкістю, скорочується в напрямку руху. Це скорочення швидко зростає з наближенням швидкості руху до швидкості світла. У такому ж відношенні зменшуються проміжки часу в рухомій системі.

ПОДОРОЖ У МАЙБУТНЄ

Як ми тільки що переконалися, в ракеті, що летить з надсвітовою швидкістю, плив часу, за законами теорії відносності, повинен сповільнитись. Будь-які годинники (пружинні або кварцові), радіоактивний еталон часу і навіть людське серце покажуть нам, що за час перельоту до Проксіма Центавра і назад в ракеті протекло на 4 роки менше, ніж на Землі.

Таким є одна з найцікавіших наслідків теорії відносності. Але це не тільки чисто теоретичний висновок. Є й практичні підтвердження цієї неймовірної на перший погляд обставини.

Відомо явище розпаду мезонів – елементарних частинок з масою в 300 разів більше електрона. Спостереження показали, що у мезонів, що утворюються в космічних променях і володіють великими швидкостями, тривалість існування зростає саме так, як передбачає теорія відносності.

Чому ж ми не помічаємо уповільнення часу в житті? Тому що при малих швидкостях (порівняно зі швидкістю світла) різниця в часі буде мізерно мала. Навіть на ракеті, яка здійснить політ по сонячній системі протягом року з середньою швидкістю 15 км. / сек., годинники розійдуться з земними лише на 0,015 секунди. Але якщо швидкість збільшити до 299 900 км. / сек., то коли на Землі пройде 38 років, на ракеті мине рік. Мандрівники, повернувшись зі своєї недовгої, як їм здавалося, подорожі, зacтaнyть на Землі своїх дітей літніми людьми, а онуків – дорослими. Самі ж вони постаріють тільки на рік. Правда, чим ближче швидкість руху до швидкості світла, тим важче її досягти. Але в принципі такі швидкості досяжні. Значить, «подорож у майбутнє» дійсно можливо.

Далі буде.

Автори: В. А. Бронштен, І. Д. Новиков.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *