Hиколай Непомнящий - Время - Назад XX век - Хроника необъяснимого

На этом, однако, "парадокс близнецов" не кончается. Он может быть продолжен следующим образом. Представим себе, что после длительного путешествия ракета возвращается на Землю. Какой из братьев окажется старше: тот, который оставался на Земле, или брат-путешественник? Здесь, конечно, опять ответ должен быть однозначным, и таковым он и является — брат, оставшийся на Земле, будет старше.

Но как это примирить с декларированной выше эквивалентностью систем, равномерно движущихся друг относительно друга7 Ответ состоит в том, что во время какой-то части путешествия братья не движутся друг относительно друга равномерно. Путешествие неизбежно должно включать участки ускорения и замедления ракеты. На этих участках положение братьев-близнецов не будет эквивалентным. В то время как первый брат, на Земле, не почувствует ничего особенного (он может просто не знать, что улетевшая ракета где-то ускоряется), брат в ракете будет находиться в совершенно другой ситуации. Связанная с ним система отсчета — ракета окажется "ускоренной системой отсчета".

Среди различных возможных систем отсчета в природе выделены так называемые "инерциальные системы отсчета". Определение "ииерциальной системы " состоит в том, что в ней предоставленное самому себе тело, то есть тело, на которое не действуют никакие внешние силы, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

"Ускоренные системы" движутся с ускорением относительно инерциальных систем. Предоставленные самим себе тела в этих системах не сохраняют состояние покоя или равномерного движения. Все знают, что в ускоряющемся или тормозящем поезде чемоданы имеют тенденцию прыгать с полок!

Земля с очень хорошей точностью является инерциальной системой. Тормозящая и ускоряющаяся ракета — нет.

В этом и состоит несимметрия между братьями: брат-путешественник на некоторых участках траектории находится в ускоренном состоянии отсчета.

Специальная теория относительности имеет дело только с инерциальными системами и равномерным движением. Общая теория относительности описывает ускоренное движение.

Для нашего случая заключение общей теории относительности состоит в следующем.

В течение интервалов ускорения и торможения ракеты время в ракете течет медленнее, чем на Земле. При подведении окончательного баланса времени — определении полного времени путешествия этими промежутками пренебречь нельзя. На первый взгляд это может показаться странным, так как кажется, что эти промежутки времени могут быть сделаны сколь угодно малыми по сравнению с длительным временем путешествия с равномерной скоростью. Это, однако, не так, потому что, согласно обшей теории относительности, эффект замедления времени в ускоренной системе координат зависит от расстояния между часами, показания которых сравниваются друг с другом. Чем дальше ускоряемые часы от часов, находящихся в инерциальной системе, тем больше будет эффект.

В результате торможение и ускорение ракеты оказывается абсолютно критическим в удаленной от Земли части траектории, когда ракета поворачивает и начинает возвращаться на Землю. Замедление времени в ракете приводит к тому, что брат-путешественник стареет медленнее брата, оставшегося на Земле. Эта асимметрия приводит в конечном счете к однозначному заключению, что вернувшийся брат-путешественник всегда окажется моложе своего «земного» брата.

Профессор Пулковской обсерватории Н. А. Козырев занимался этой проблемой свыше четверти века. И все эти годы стойко выдерживал и прямое отрицание, и замаскированный скептицизм, и намеки на «авантюризм», и… Впрочем, не стоит перечислять всего, что говорили о нем коллеги из близких и не очень близких областей науки. Даже сегодня, спустя почти два десятилетия после его смерти, прямых сторонников среди специалистов, насколько нам известно, у Козырева не густо.

Конечно, это его огорчало. Тем не менее он твердо верил, что истина в науке всегда восторжествует. И для такого оптимизма у него есть основания: достаточно вспомнить Луну…

Незыблемо считалось: Луна относится к планетам, потерявшим внутреннюю энергию. Мертвое тело, закончившее свою жизненную эволюцию, — вот что это такое. И вдруг Козырев заявляет: на Луне возможна вулканическая деятельность. Ох и доставалось же ему! А он ночь за ночью смотрел в телескоп. И высмотрел-таки: в 1958 году обнаружил вулканическое извержение в кратере Альфонс и получил его спектрограмму. Но только в декабре 1969 года Госкомитет по делам изобретений и открытий выдал ему диплом об. открытии лунного вулканизма. А в 1970 году Международная астронавтическая академия наградила его именной Золотой медалью с бриллиантовым изображением созвездия Большой Медведицы.