У меня есть мяч.
Мяч имеет массу.
Масса говорит нам, сколько вещества находится в мяче. Вещество — это то, что мы можем видеть и трогать.
У меня есть еще один мяч! Он больше первого. У большего мяча больше масса. У меньшего мяча меньше масса.
Я кладу мячи на простыню.
Эта простыня — пространство-время. Это то, где мы живем.
Когда мячи кладутся на простыню, они создают вмятины. Они искривляют пространство-время.
Эти искривления в пространстве-времени создают гравитацию.
Мяч с большей массой искривляет сильнее. Мяч с меньшей массой искривляет меньше.
Мячи также вращаются вокруг своей оси. Они вращаются. Они тянут за собой пространство, когда вращаются.
Но меньший мяч также движется вокруг большего. Он вращается.
Маленький мяч — это Земля. Большой мяч — это Солнце.
Солнце тоже вращается! Солнце и Земля вращаются вокруг центра нашей домашней галактики, Млечного Пути.
У меня есть шарик. Шарик — это частица света.
Шарику нужно достичь точки за пределами мячей.
Свет всегда выбирает кратчайший путь к своей цели. Кратчайший путь обычно прямой.
Но не теперь. Пространство-время было искривлено Солнцем и Землей. Пространство-время больше не плоское, а искривленное.
Теперь кратчайший путь — это кривая линия. Когда кратчайший путь — это кривая линия, это называется геодезической линией.
Большие объекты с массой могут сжиматься. Когда они достаточно сжимаются, они становятся черными дырами. Черные дыры — это много массы в очень маленькой области.
Ничто не может покинуть черные дыры. Они — самые экстремальные объекты во Вселенной.
Черные дыры имеют центр, который мы называем сингулярностью. Нам не разрешено видеть сингулярность.
И черные дыры могут вращаться вокруг друг друга! Иногда они сталкиваются.
Когда они движутся, черные дыры вызывают рябь в пространстве-времени. Планеты и звезды, вращающиеся вокруг друг друга, тоже могут создавать эти ряби.
Мы используем инструменты, чтобы обнаружить их. Мы называем эти ряби гравитационными волнами.
Когда они проходят через вас, они растягивают и сжимают вас! Но вы это не замечаете.
Гравитационные волны не имеют вещества. Они не имеют массы.
Объекты, не имеющие массы, движутся с наибольшей возможной скоростью.
Наибольшая возможная скорость составляет 300 000 километров в секунду. Мы называем это скоростью света.
Ничто с массой не может двигаться со скоростью света. Свет не имеет массы, поэтому он может двигаться с такой скоростью. Объекты без массы должны двигаться со скоростью света.
Движение и время связаны.
Чем быстрее вы движетесь через пространство, тем медленнее вы движетесь через время. Если бы вы могли двигаться со скоростью света, вы бы вообще не ощущали течения времени.
Если вы на космическом корабле, который может двигаться почти со скоростью света через космос, время будет проходить медленнее для вас, чем для вашей семьи на Земле.
Это называется дилатацией времени.
Но скорость — не единственное, что влияет на время. Объекты с большим количеством массы имеют большую гравитацию. Гравитация — это искривление пространства-времени. Чем больше масса у объекта, тем сильнее он искривляет пространство и тем больше замедляется течение времени.
Относительность — одна из самых успешных теорий физики. Она многократно проверялась. Доказательства её правоты видны через гравитационное линзирование, изображения черных дыр и эксперимент с атомными часами.
Однако относительность объясняет только науку о больших масштабах. Мир и вещи вокруг вас — макроскопические.
Относительность не объясняет мир очень маленьких масштабов. Это то, что вы не можете видеть своими глазами — микроскопическое.
Когда-нибудь исследователи надеются найти теорию, которая сможет объяснить науку как макроскопического, так и микроскопического миров. Это будет называться Теорией Всего.
Относительность — шаг к этой «финальной теории».
Теперь вы знаете относительность!
