Все относительно...
В одной довольно занимательной книги Брайна Грина "Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории" прочитал сегодня интересный факт. Суть в том, что наблюдатели, находящиеся в относительном движении, будут по-разному воспринимать расстояние и время.
Это означает, что одинаковые наручные часы у двух наблюдателей, перемещающихся друг относительно друга, будут идти с разной скоростью и покажут разную длительность промежутка времени между двумя выбранными событиями и это не связано с точностью часов, а представляет собой неотъемлемое свойство самого времени. В книги приведен очень простой и понятный пример. Допустим Джей Ди едет по гоночной трассе длиной в один километр со скорость 200 км/ч, а Терк остался стоять на обочине, засекая время. Желая получить независимое подтверждение, Джей Ди тоже пользуется секундомером, чтобы определить время, за которое машина пройдет полосу. До появления работы Эйнштейна никто не усомнился бы в том, что если секундомеры Терка и Джей Ди работают правильно, они покажут одинаковое время. Однако согласно специальной теории относительности, секундомер Терка покажет 18 с, а секундомер Джей Ди – 17,99999999999969 с – на крошечную долю секунды меньше. Конечно, эта разница очень мала и нет ничего удивительного, что наш повседневный опыт не обнаруживает того, что течение времени зависит от того, с какой скоростью мы движемся.
Похожие различия обнаружатся и при измерении длины. Допустим, что в ходе следующего испытания Терк решил использовать хитрый трюк для измерения длины машины Джей Ди: он запускает секундомер, когда мимо него проходит передняя часть автомобиля, и останавливает его, как только рядом с ним оказывается задняя часть машины. Поскольку Терк знает, что автомобиль Джей Ди движется со скоростью 200 км/ч, он может рассчитать его длину, умножив скорость на время, зафиксированное его секундомером. И вновь, до появления теории Эйнштейна, ни у кого не возникли бы сомнения, что длина, которую таким косвенным способом определил Терк, в точности совпадет с длиной, которую тщательно вымерил Джей Ди, когда его машина стояла без движения на полу автомобильного салона. Специальная теория относительности, напротив, утверждает, что если Терк и Джей Ди выполнили измерения точно, и Джей Ди установил, что длина его машины составляет, скажем, ровно 5 м, то измерения Терка дадут цифру 4,999999999999914 м – на крошечную долю метра меньше.
Хотя эти различия чрезвычайно малы, они указывают на фатальный изъян в общепринятой концепции универсального и неизменного пространства и времени. По мере того как относительная скорость наблюдателей, таких как Джей Ди и Терк, увеличивается, этот изъян становится все более очевидным. Чтобы различия стали заметными, скорость движения должна составлять существенную долю от максимально возможной скорости – скорости света, которая, согласно теории Максвелла и результатам экспериментальных измерений, составляет примерно 300000 км/с или около 1,08 млрд км/ч. Такой скорости достаточно, чтобы обогнуть земной шар более семи раз в течение одной секунды. Например, если Джей Ди будет двигаться со скоростью не 200 км/ч, а 935 млн км/ч (около 87 % от скорости света), то, как показывают расчеты с использованием математического аппарата специальной теории относительности, длина его машины, измеренная Терком, составит примерно 2,5 м.
Это означает, что одинаковые наручные часы у двух наблюдателей, перемещающихся друг относительно друга, будут идти с разной скоростью и покажут разную длительность промежутка времени между двумя выбранными событиями и это не связано с точностью часов, а представляет собой неотъемлемое свойство самого времени. В книги приведен очень простой и понятный пример. Допустим Джей Ди едет по гоночной трассе длиной в один километр со скорость 200 км/ч, а Терк остался стоять на обочине, засекая время. Желая получить независимое подтверждение, Джей Ди тоже пользуется секундомером, чтобы определить время, за которое машина пройдет полосу. До появления работы Эйнштейна никто не усомнился бы в том, что если секундомеры Терка и Джей Ди работают правильно, они покажут одинаковое время. Однако согласно специальной теории относительности, секундомер Терка покажет 18 с, а секундомер Джей Ди – 17,99999999999969 с – на крошечную долю секунды меньше. Конечно, эта разница очень мала и нет ничего удивительного, что наш повседневный опыт не обнаруживает того, что течение времени зависит от того, с какой скоростью мы движемся.
Похожие различия обнаружатся и при измерении длины. Допустим, что в ходе следующего испытания Терк решил использовать хитрый трюк для измерения длины машины Джей Ди: он запускает секундомер, когда мимо него проходит передняя часть автомобиля, и останавливает его, как только рядом с ним оказывается задняя часть машины. Поскольку Терк знает, что автомобиль Джей Ди движется со скоростью 200 км/ч, он может рассчитать его длину, умножив скорость на время, зафиксированное его секундомером. И вновь, до появления теории Эйнштейна, ни у кого не возникли бы сомнения, что длина, которую таким косвенным способом определил Терк, в точности совпадет с длиной, которую тщательно вымерил Джей Ди, когда его машина стояла без движения на полу автомобильного салона. Специальная теория относительности, напротив, утверждает, что если Терк и Джей Ди выполнили измерения точно, и Джей Ди установил, что длина его машины составляет, скажем, ровно 5 м, то измерения Терка дадут цифру 4,999999999999914 м – на крошечную долю метра меньше.
Хотя эти различия чрезвычайно малы, они указывают на фатальный изъян в общепринятой концепции универсального и неизменного пространства и времени. По мере того как относительная скорость наблюдателей, таких как Джей Ди и Терк, увеличивается, этот изъян становится все более очевидным. Чтобы различия стали заметными, скорость движения должна составлять существенную долю от максимально возможной скорости – скорости света, которая, согласно теории Максвелла и результатам экспериментальных измерений, составляет примерно 300000 км/с или около 1,08 млрд км/ч. Такой скорости достаточно, чтобы обогнуть земной шар более семи раз в течение одной секунды. Например, если Джей Ди будет двигаться со скоростью не 200 км/ч, а 935 млн км/ч (около 87 % от скорости света), то, как показывают расчеты с использованием математического аппарата специальной теории относительности, длина его машины, измеренная Терком, составит примерно 2,5 м.