Привет, читатель. Заголовок есть отсылка к Шекспиру, а речь пойдет о фотонах и замедлении времени. "Есть" в смысле "кушать" тут не при чем, как и уставное "есть!" (пошедшее, по слухам, от английского Yes!)
Давайте обсудим одну аналогию. Подписчик задал мне такой вопрос: если с точки зрения фотона он никуда не летит и моменты испускания и поглощения просто совпадают, то фотон, получается, вообще не существует. Но он же существует. Нет ли здесь парадокса?
Нет парадокса. С точки зрения фотона он не существует; именно поэтому и нет у него "точки зрения", то есть с ним нельзя связать систему отсчета.
Уточним, что под фотоном мы понимаем просто точку, имеющую скорость света.
Как же так может быть? Я придумал такую аналогию.
Представим себе часы, которые синхронизируются с местным временем, астрономическим, по Солнцу. Оно в каждой местности своё и зависит от широты. Ничего фантастического здесь нет, любой телефон способен подстраиваться под местное время.
Пока вы сидите дома, ходите пешком или даже ездите на автомобиле, у вас время идет как обычно, и отклонения заметить сложно, нужны весьма точные замеры. Но вот вы сели в самолет, летящий на запад со скоростью один часовой пояс в час (на экваторе это 1666 км/ч, что много, но для авиации доступно, а в наших широтах это примерно вдвое меньше и вполне соответствует скорости пассажирского самолета). Ваши часы стоят! Солнце всё время в зените (в точке максимального подъема над горизонтом), часы и показывают полдень. Они не остановились, не сломались, они работают. Но показывают одно и то же.
Если вы решите отмерить метр, то можете сделать это разными способами. Один и них такой: выпустить свет и посмотреть, сколько он пролетит за заданное время. Например, за секунду: вы получите световую секунду, а метр — просто некоторая ее доля.
Пролетит он ... много. Часы-то стоят. И метры получатся длинные. Очень длинные. Соответственно, расстояние до аэропорта прибытия получится коротким. Очень коротким.
У нашего примера есть один изъян: эти синхронизирующиеся часы стоят особняком. Есть множество других часов, которые так не поступают, включая физиологические процессы, по которым вы личное время и отмеряете: усталость, старение клеток, рост волос, процессы в мозгу, именуемые мышлением, пищеварение и изменение концентраций тех или иных веществ в крови и клеточной плазме.
Теперь предположим, что все процессы — вообще все — обладают таким свойством. Это уже сложно представить, но мы попробуем. Что тогда будет?
А будет вот что.
- Пилот и пассажиры самолета вообще не заметят, что куда-то летят. После набора скорости все их часы встанут вместе со всеми физиологическими процессами. После торможения они с удивлением обнаружат себя в аэропорту прибытия. Расстояние для них равно нулю.
- Скорость "один часовой пояс в час" самолет не превысит. И даже не достигнет. Просто потому, что приращение скорости равно ускорению, умноженному на время, а время-то стоит (или замедлено). По тем же причинам скорость самолета, имеющего такую скорость относительно Земли, остается такой же относительно любого самолета, летящего хоть вдогон, хоть навстречу.
- Нечто, летящее быстрее этого самолета (если мы настаиваем, что это возможно), движется во времени вспять: просто потому, что оно покрывает больше часового пояса в час и летит на запад. Вылетев в 12:00, оно покроет часовой пояс менее, чем за час, то есть до 13:00 времени аэропорта убытия, но местное время на час меньше: 12:00 ещё не наступило. Из-за синхронизации все часы а борту, включая и физиологические, подстроятся, прокрутив стрелки против обычного хода.
- Совершив кругосветный полет, пилот не постареет ни на час, а вот его брат-близнец постареет на столько, сколько, по его часам, отсутствовал брат. А это путь, деленный на скорость; поскольку скорость, по определению, один часовой пояс в час, а длина параллели всегда 24 часовых пояса, то и постареет брат-домосед на одни сутки.
Есть, конечно, натяжка, связанная с полетом на запад. А если лететь на восток?
Строго говоря, тогда время окажется ускорено, ведь к востоку и местное время впереди. Но вот один летел-летел-летел на запад и почти вернулся домой, не долетев один часовой пояс. Времени не потратил, скорость-то какая надо. А другой полетел на восток с той же скоростью и потратил два часа. По часам аэропортов первый летел 23 часа, второй — один час. Второй прилетел раньше первого. Если у них что-то вроде соревнования, то приз взял второй. Однако первый, который времени не потратил и ни на час старше не стал, уверен, что переместился мгновенно. То есть второй попал в его, первого, прошлое.
Есть и ещё натяжки. Так, полёт на запад и потом на восток приведёт к сокращению времени на пути туда и к его ускорению на пути обратно, так что в итоге у пилота расхождений с домашними часами не будет. Но это же аналогия, а не точная модель.
Теперь как это всё связать с физической реальностью? А вот в реальности всё так и обстоит: время в каждой системе отсчёта своё, но вот 4-скорость, единичный касательный вектор к траектории в четырехмерном пространстве-времени, имеет длину 1. Три компоненты этого 4-вектора имеют смысл обычной скорости (относительно скорости света), а четвёртая и содержит коэффициент замедления времени. Если точка покоится и её скорость нуль, то время не замедлено, там 1. Если скорость по величине равна скорости света, то трехмерная скорость имеет длину 1, и время стоит, коэффициент равен нулю. Скорость выше скорости света невозможна так же, как невозможно открыть дверь более, чем нараспашку.
Возвращаясь к вопросу: существует ли фотон с его точки зрения? Ну, вот я объяснил, в чём там дело. Считайте, что часы фотона синхронизируются с "местным временем" так, что всегда одно и то же показывают. Поэтому фотон не замечает своего путешествия, моменты отлета и прилета совпадают и покрываемое расстояние для него равно нулю.
А назвать ли это существованием или не называть... вопрос философский.