Джон Стиц - Встречи на «Красном смещении»

Хорошо. Значит, на борту будут и искривление света, и гравитационное красное смещение. Поставим следующий вопрос: из-за чего возникает искривление света? Конечно, из-за гравитации! Но это не совсем точный ответ. Искривленное пространство, которое порождает гравитацию, заставляет свет изгибаться, потому что время в гравитационных полях замедляется. Честное слово, это не выдумки!

В нашей части Вселенной, в ее нижней восточной стороне, скорость света в вакууме — константа. Однако, как установлено во время солнечных затмений, свет от дальних звезд отклоняется Солнцем на его пути к Земле. Как это происходит? Может быть, одна сторона волнового фронта движется медленнее, чем другая? Невозможно, ведь скорость света — константа. Остается предположить, что на одной стороне волнового фронта замедляется время. Если время замедляется, свет продолжает двигаться все с той же постоянной скоростью — скоростью света; это только наблюдателю, находящемуся вне поля, кажется, что скорость уменьшилась.

Итак, гравитационные поля замедляют время — и у нас, и на «Красном смещении». Но если подставить c =10 в уравнение гравитационного замедления времени, псевдомасса в центре корабля начинает оказывать, огромное влияние. Чем ближе к центру корабля, тем медленнее идет время. Каждый уровень находится в своей временной зоне: представьте, что время идет медленнее в Денвере, чем, скажем, в Нью-Йорке… Впрочем, это уже совсем другая, наука. Вернемся к временным зонам. Скорость течения времени зависит не только от того, в какой вы зоне. Время на уровне ваших ног течет медленнее, чем на уровне головы (конечно, если вы не лежите, а стоите). Одно из преимуществ этого состоит в том, что ногти на ногах можно стричь реже, чем на руках.

На первый взгляд может показаться, что если сердце прокачивает постоянный объем крови по вашему телу, а время идет медленнее в районе ваших ног, то результатом будет премерзкий взрыв. На самом же деле происходит то же самое, что при течении жидкости по трубке переменного диаметра. В узкой части трубки поток ускоряется; в нижней части тела субъективная скорость потока увеличивается.

Между прочим, замедление времени в гравитационном поле позволяет дать еще одно обоснование гравитационному красному смещению. Свет, возникающий глубоко в гравитационном поле, кажется низкочастотным наблюдателю, находящемуся вне поля и поэтому не подверженному замедлению времени.

Если свет распространяется достаточно медленно для того, чтобы гравитационное красное смещение возникало при умеренном тяготении на борту, следующий логический шаг приводит к выводу, что часть объема «Красного смещения» представляет собой черную дыру. Вот в этом понятии я пока не смог как следует разобраться. Главная трудность в том, что до сих пор нет единого мнения, что происходит на внутренней и на внешней сторонах горизонта событий.

Ну а теперь — «бантики». К примеру, если скорость света десять метров в секунду, то какова скорость звука? Действительно, если при комнатной температуре молекулы воздуха на Земле движутся со скоростью несколько сот метров, почему воздух на «Красном смещении» попросту не замерзает?

Когда дело доходит до молекул и атомов, строгие аргументы кончаются и начинаются объяснения на пальцах. Я считаю, что даже если остановить развитие идеи на этом месте, «Красное смещение» и без того представляет собой интересный мысленный эксперимент. А идея мне так нравится, что я был бы готов сколько потребуется размахивать руками ради ее обоснования. Однако гораздо лучше все-таки попытаться подвести твердую логическую основу.

Рассмотрим пока молекулы воздуха (я хотел сказать, представим себе, что мы можем их рассмотреть). На Земле не только молекулы движутся быстрее, чем им разрешено на «Красном смещении», но и с атомами возникают неприятные проблемы. Электроны вращаются вокруг ядер со скоростями, вполне сравнимыми с нашей обычной скоростью света. Я прикинул (на пальцах!), что будет, если в среде «Красного смещения» атомные частицы движутся почти что с местной скоростью света, а значит, их массы сильно изменены. Получилось, что электроны движутся по своим орбитам медленнее (а радиусы орбит больше), и химические реакции замедляются. Для удобства я предположил, что, как бы ни менялись физические константы от слоя к слою, слабые и сильные ядерные взаимодействия, а также электромагнитные силы остаются на уровне, обеспечивающем устойчивость материи.