Жозе Душ Сантуш - Формула Бога

— А что такое теория относительности представляете?

— Ну да, это как раз представляю.

— Так вот. Можно сказать, что подходы к теории всего побудила искать именно теория относительности. До Эйнштейна физика основывалась на трудах Ньютона, которые прекрасно объясняли мир, каким его тогда видели люди. Однако имелись две проблемы, связанные со светом, которые никак не удавалось решить. Первая касалась объяснения причин испускания света нагретыми телами, а вторая — определения постоянного значения скорости света.

— То есть свет на проблему света пролил не кто-нибудь, а Эйнштейн, — скаламбурил Томаш.

— Именно. В 1905 году Эйнштейн предложил разработанную им специальную теорию относительности, в которой установил связь между пространством и временем и постулировал их относительность. Так например, движение тела в пространстве сопровождается изменением времени. Не относительно, а абсолютно только одно — скорость света. Эйнштейн предсказал, что при скоростях, близких к световой, время замедляется, а расстояние уменьшается, то есть происходит сокращение длин и длительностей.

— Это мне известно.

— Очень хорошо, я не буду тратить на это время. Итак, если все, за исключением скорости света, относительно, в таком случае относительны также масса и энергия. Более того: они не только относительны — масса и энергия являются двумя сторонами одной медали.

— Вы имеете в виду знаменитое уравнение Эйнштейна?

На листке черновика Ариана вывела формулу:

— Да. Энергия равна произведению массы на скорость света в квадрате.

— Если память мне не изменяет, именно это уравнение дало толчок к разработке атомной бомбы.

— Точно. Как известно, величина скорости света огромна. Возведенная во вторую степень, она выражается невероятным числом, которое указывает, что даже мизерная частичка массы обладает колоссальным количеством энергии. К примеру, возьмем ваш вес. В вас, должно быть, килограммов восемьдесят, да?

— Около того.

— Это значит, что в вас содержится количество материи, достаточное для производства энергии, которая может в течение целой недели обеспечивать электричеством малый город. Единственная трудность заключается в преобразовании данной материи в энергию.

— Это имеет какое-то отношение к сильному взаимодействию, удерживающему в целостности атомное ядро?

Ариана подняла бровь.

— А вы и такое знаете…

— Должно быть, где-то читал.

— Хорошо. Итак, прошу вас сосредоточиться на идее, что энергия и масса — две стороны одной медали. Это значит, что одну можно преобразовывать в другую, то есть энергию трансформировать в материю, а материю — в энергию.

— Иначе говоря, путем превращения из энергии можно получить, предположим, камень?

— Да, теоретически это возможно, хотя преобразование энергии в массу — нечто такое, что в обычных условиях мы не наблюдаем. Но это происходит. Например, при приближении скорости тела к световой время замедляется, а масса данного тела возрастает. В подобных условиях энергия движения переходит в массу.

— Но это хоть раз удалось зафиксировать?

— Да. На ускорителе частиц ЦЕРН [12] CERN, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (франц.) — Европейский совет по ядерным исследованиям. Предшественник ныне существующей Европейской организации ядерных исследований, за которой сохранилась аббревиатура ЦЕРН. , в Швейцарии, электроны разгоняли до такой скорости, что их масса увеличивалась в сорок тысяч раз. Есть даже фотографии следов протонов после столкновений, представьте себе.

— Карамба!

— Поэтому никакое тело не способно достигнуть скорости света. Случись подобное, масса данного тела возросла бы до бесконечных величин, а это, в свою очередь, потребовало бы бесконечного количества энергии для приведения его в движение. Одним словом, такого просто не может быть. Отсюда принято говорить, что скорость света — это предельно возможная скорость во Вселенной. Резюмируя: ничто не может достичь скорости света, поскольку если бы некое тело смогло ее развить, масса его стала бы бесконечно огромной.

— А сам свет из чего состоит?

— Из частиц, называемых фотонами.

— А у этих частиц не возрастает масса, когда они перемещаются со скоростью света?

— В этом-то все и дело. Фотоны — это безмассовые частицы, которые находятся в состоянии чистой энергии, и даже время для них не существует. Поскольку они движутся со скоростью света, Вселенная для них является вневременной — она с точки зрения фотонов, рождается, растет и умирает в одно мгновение. — Ариана отпила глоток апельсинового сока и не глядя на Томаша продолжила: — Возможно, вы не знаете, что существует не одна теория относительности, а две… Как я уже отмечала выше, специальную, или частную теорию относительности Эйнштейн выдвинул в 1905 году. В ней он объяснил целый ряд физических явлений, однако его специальная относительность вступила в конфликт с классическим взглядом на гравитацию, и данную проблему требовалось решить. Ньютон считал, что резкое изменение массы предполагает моментальное изменение силы гравитации. Но такого не может быть, поскольку для этого требуется, чтобы существовало нечто более быстрое, чем свет. Предположим, что в данный момент на Солнце происходит вспышка. Специальная теория относительности предусматривает, что указанное событие на Земле ощутят по прошествии восьми минут, ибо ровно столько времени требуется свету, чтобы покрыть расстояние между Солнцем и Землей. По Ньютону же выходило, что эффект должен ощутиться мгновенно. То есть на Земле вспышку должны почувствовать в тот самый момент, когда она происходит на Солнце. Однако это невозможно, ибо ничто не перемещается в пространстве быстрее света, не так ли? Для решения этой и других проблем в 1915 году Эйнштейн создает общую теорию относительности, согласно которой чем большей массой обладает тело, тем более искривлено пространство вокруг него, а следовательно, тем большую силу притяжения это тело имеет. Например, у Солнца притяжение более сильное, чем у Земли, потому что оно обладает значительно большей массой. Это понятно?