Вольдемар Смилга - Очевидное? Нет, еще неизведанное…

Пусть вспышка A произошла в точке с координатами x A; y A; z Aв момент времени t A, а вспышка B в точке x B; y B; z Bв момент t B. Расстояние между этими точками

Чтобы слегка упростить анализ, положим, что в нашей системе отсчета вспышка A произошла раньше B и, следовательно, t Bбольше t A. Минимальное время, за которое сигнал о событии A пробежит из точки ( x A; y A; z A) в точку ( x B; y B; z B), равно:

t инф = r AB/ c .

Если t B – t A > t инф, то имеется принципиальная возможность, находясь в точке ( x B; y B; z B), узнать, что произошла вспышка A до того, как произошла вспышка B . В этом случае A и B могут быть причинно связаны: событие B может явиться следствием события A .

Если же, наоборот, t B – t A < t инф, то принципиально любой сигнал о событии A придет в точку ( x B; y B; z B) после того , как произойдет вспышка B . И тогда события A и B не могут быть причинно связаны. Событие B ни в коем случае не может явиться следствием события A .

Следовательно, если скорость передачи информации конечна, то для данного события A с координатами ( x A; y A; z A) найдется бесконечно большое число событий B 1, B 2, B 3…, происшедших в разные моменты времени в точке ( x B; y B; z B), которые не могут быть причинно связаны с A. Интервал времени

[ t B – t A] < r AB/ c

принципиально разделяет точки ( x A; y A; z A) и ( x B; y B; z B).

Все это очень прозрачно, и единственное неудобство может доставить лишь абстрактный характер изложения. Поэтому обратимся к иллюстрации.

Поэтов всегда поражало, что мы видим звезды, потухшие много столетий назад. Если в тот момент, когда вы читаете эти строки, на ближайшей к нам звезде (Проксима Центавра) происходит гигантский взрыв, уничтожающий звезду, то мы увидим следы этой катастрофы (вспышку) только через четыре года.

И мир устроен так, что никаким образом нельзя передать сообщение об этой катастрофе (сигнал) быстрее, чем это делает луч света. Мир уже погиб, но мы еще четыре с лишним года будем видеть на небе спокойно сияющую звезду.

Когда астрономы в наши дни отмечают вспышку новой звезды в какой-либо далекой галактике, это означает, что гигантская катастрофа, следы которой исследователи видят сейчас, произошла в те дни, когда на Земле человекообразные обезьяны еще не собирались покидать деревьев и превращаться в человека. И средств сообщить быстрее нет. Так говорит Эйнштейн.

Значит, событие A — катастрофа на Проксиме Центавра — и событие B — фотографирование этой катастрофы (вспышки) на Земле — разделены интервалом времени t инф., равным четырем годам. Эти два события связаны причинно-следственной зависимостью и принципиально не могут быть одновременными.

Любая же другая пара событий, происшедших на Проксиме Центавра и на Земле и разделенных интервалом времени, меньшим четырех лет, принципиально может быть одновременной. Ведь они не могут быть причинно связаны!

Совершенно естественным образом мы пришли к необходимости изменить, уточнить понятие одновременности. А понятие одновременности совершенно необходимо. Без него нельзя сравнивать время (ход часов) в разных точках, невозможно определить длину движущихся тел — просто нельзя строить физику. Поэтому свою теорию Эйнштейн начинает с определения одновременности.

Два события, происшедшие в точках A и B инерциальной системы отсчета K, одновременны, если световые сигналы (или любые другие сигналы с предельной скоростью), посланные из точек A и B в моменты совершения событий, доходят до точки в середине отрезка AB в один и тот же момент времени.

Теперь у нас все есть для строгого определения понятия времени. И оно определяется как

совокупность показаний одинаковых часов, помещенных в разных точках пространства системы К, покоящихся в этой системе и одновременно имеющих одинаковые показания [65] .

Как видите, понятие одновременности событий существенно изменилось по сравнению с определением, данным в третьей главе. Новое определение одновременности, как и все понятия физики, навязано нам реальной действительностью и отражает объективный мир. Определять, вводить понятия, вообще говоря, можно как угодно, но в физике нет места понятиям, которые не отражают реальный мир. Физиков такие понятия не интересуют [66] .