Чарльз Флауэрс - 10 ЗАПОВЕДЕЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ XX ВЕКА

Учет времени в качестве четвертой координаты означает фактически, что мы не можем указать положение какого-либо тела в пространстве без указания точного времени измерения, и обратно. Ни одну пару событий в мире нельзя считать одновременной, поскольку все они разделены существованием порогового значения скорости, неким общим ограничением на передачу информации, которое относится ко всем видам электромагнитного излучения. Никакие командиры кораблей с релятивистскими скоростями никогда не узнают, насколько синхронны залпы их лазерных излучателей, поскольку каждый будет пользоваться собственной системой отсчета, собственными критериями времени и расстояния.

Математически положение тел в четырехмерном пространстве-времени можно описывать столь же легко и удобно, как координаты точки на листе обычной миллиметровки, однако это обстоятельство не облегчает понимания теории, поскольку почти все мы привыкли к обычному, трехмерному восприятию пространства (в котором, как нам кажется, и проходит наша жизнь). Поэтому читателю лучше не напрягать свое воображение, а просто попытаться понять «принципы действия» предлагаемой теории.

О наглядности физических моделей или теорий следует сказать хотя бы несколько слов, поскольку именно наглядность была характерной особенностью классических представлений. Все мы, например, привыкли воспринимать гравитацию в качестве силы, которая заставляет яблоко падать на голову юного Исаака Ньютона в соответствии с общеизвестной гравюрой в школьных учебниках. Позднее историки выяснили, что история с яблоком является легендой, возникшей через много лет после смерти Ньютона, но она до сих пор наглядно демонстрирует детям действие закона всемирного тяготения и прекрасно запоминается. Строго говоря, никто не понимает механизма гравитации, которая столетиями остается загадкой, несмотря на приятную и столь понятную всем картинку с яблоком (Эйнштейн безуспешно размышлял о гравитации несколько десятков лет, но и ему не удалось создать точную теорию этого явления).

Через 10 лет после публикации первой работы по специальной теории относительности Эйнштейн занялся проблемами гравитации и создал так называемую общую теорию относительности, ставшую его вторым главным научным открытием. Именно она позволила Эйнштейну предсказать величину отклонения света удаленных звезд в гравитационном поле Солнца, поразившую британских астрономов, наблюдавших затмение 1919 года. Это предсказание и сделало его мировой знаменитостью, хотя в действительности всё гораздо более сложно (Эйнштейн предсказывал, что гравитационное поле Солнца будет искривлять пространство-время, а свет от звезд должен был лишь двигаться по искривленным траекториям.)

Новая теория и ее наглядное астрономическое подтверждение знаменовали собой революционные изменения в научном описании и понимании мира вообще (начиная с нашей маленькой, уютной Солнечной системы и кончая далекими галактиками). Древние греки когда-то полагали, что Солнце, планеты и звезды закреплены на огромных прозрачных сферах, вращающихся вокруг Земли. Позднее, благодаря Галилею и Копернику, мы поняли, что Земля и остальные планеты вращаются вокруг Солнца, а в начале XX века Хаббл доказал, что даже гигантские звездные системы вращаются и убегают друг от друга в просторы космоса с огромной скоростью. Все эти системы объединяло одно – в них предполагалось, что эти немыслимо сложные движения обусловлены какими-то силами (которые мы пока просто не понимаем), связанными с взаимодействием между объектами.

Между тем, уравнения и мысленные эксперименты Эйнштейна принципиально изменяли сам подход к проблеме. Гравитация переставала быть просто силой, удерживающей Землю на орбите (подобно тому, как мы держим на поводке собаку), а превращалась в нечто совершенно иное. Масса Солнца создавала не просто гравитационные силы, а непосредственно линии и поверхности того, что можно назвать геометрией или «тканью» пространства-времени, а небольшие объекты (вроде Земли) двигались по этим искривленным линиям и поверхностям, подобно мальчишкам, катающимся на роликовых досках-скейтбордах.

Читатель наверняка уже заметил, что любая попытка разъяснить или проиллюстрировать идеи Эйнштейна скорее порождает новые вопросы и сомнения, чем разрешает старые, однако именно это, совершенно неожиданное и необычное представление об искривлении линий в едином пространстве-времени, создаваемом гравитационными массами, позволило ученым более точно описать окружающий нас мир. Сам Эйнштейн объяснял необходимость развития общей теории относительности желанием преодолеть очевидную ограниченность описанной выше специальной теории относительности. Вспомним, что еще с первой работы 1905 г. в исходной теории рассматривалось движение различных объектов (совершенно неважно, идет речь о движении поездов, космических кораблей, пароходов или лифтов) лишь с постоянной скоростью относительно других, считающихся неподвижными, систем отсчета. Естественно, что Эйнштейн пытался (хотя бы только мысленно) рассмотреть гораздо более сложную ситуацию, в которой сами системы отсчета движутся с ускорением.