«Ничто не равно себе, если оно движется относительно наблюдателя. Ни длина, ни масса, ни время», — это то, что должен знать старшеклассник о Теории Относительности, чтобы получить хорошую оценку по физике. После первой реакции — «Какой бред!» — следует триединая реакция мозга: 1) наплевать и забыть; 2) нет, запомнить и так отвечать на экзаменах; 3) когда-нибудь вспомнить и произвести впечатление, философствуя на эту тему. И так, п.3, Вы готовы? Отбросим предрассудки и начнём!
Предлагаю эксперимент. Отправляемся в открытое море. Полный штиль. Выберем представимое расстояние между двумя буйками на поверхности воды. Измерим его с максимальной точностью используя эталон длины. Теперь мы знаем ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ расстояние. Так?
Теперь запускаем моторный кораблик с небольшой постоянной скоростью v, он пройдёт по прямой мимо наших буйков. Предельно точно засекаем время прохождения t. Как учили в школе пройденное расстояние равно x= vt, но оно оказывается не равно ДЕЙСТВИТЕЛЬНОМУ расстоянию. Проверяем, запуская кораблик в обратном направлении, и получаем тот же результат. Не равно! Повторяем: измеряем, запускаем. Всё равно, так и есть — не равно.
— Не может быть! Как же так? — спрашивает восьмилетний ребёнок, воображаемый Ричи Фейнманом, которому он объяснял свои теории, в которых хотел разобраться сам.
— Это релятивизм, детка.
На самом деле мне удалось вас обмануть. Секрет фокуса прост: я не предупредил, что эксперимент проводился во время прилива. Уровень моря подымался. Кораблик шёл по гипотенузе, вторым катетом которого была скорость прилива. Заметить это было нельзя, буйки поднимались равномерно, выдерживая ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ расстояние. Кроме того, мы (наблюдатель) поднимались с той же скоростью.
Отметим для себя, что ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ расстояние не равно этому же расстоянию измеренному по формуле x= vt , и приступим к Теории относительности.
Начнём с того, что наша Вселенная расширяется — общепринятый факт (хотя Эйнштейн этого тогда не знал). Это значит, что пространство движется. Точно также, как прилив. В этом пространстве движется то, что мы называем материей, короче — всё, все буйки и все наблюдатели. Расширение пространства происходит постоянно. С самого начала, мы всегда жили при «приливе», для нас такое существование самая реальная реальность. Но в действительности всё несколько иначе.
Смириться с мыслью о том, что наша реальность не соответствует действительности, для научного мира было бы равносильно признанию Сократа. На это учёные естественно пойти не могли. Математики отреагировали сразу. Ещё до Лоренца Фитцджеральд вводит оператор √[1–(v/c)²], применив который можно отредактировать теорему Пифагора в смысле, что катет иногда может быть равен гипотенузе. Преобразования Лоренца математически безукоризненно показывают, как при этом меняется ход времени. Теперь учёные и инженеры могут уточнить свои расчёты.
На вопрос «Как такое может быть?» взялся ответить Альберт Эйнштейн. Он придрался к абсолютности времени, которое по словам Ньютона течёт везде одинаково и безотносительно к чему-либо.
Представим, что у нас есть настолько хороший телескоп, что мы можем увидеть время на часах на Марсе. Точное время на этих часах мы установили на Земле. И так, который час? Смотрим на часы в телескоп и видим, что часы отстают на семь минут (приблизительно конечно, не суть). По моему ясно: столько идёт свет до нас. Часы идут точно и на них тоже время, что и на Земле, но это мы можем узнать только через семь минут. Эйнштейн прав?
Показание часов будут меняться в зависимости от местоположения. «Время» передаваемое с космического корабля будет отличаться от земного на время соответствующее расстоянию измеренное в световых секундах, часах, годах. Если же мы будем приближаться к Марсу, смотря на часы находящиеся там, разница во времени с нашими часами будет уменьшаться, как будто их часы идут всё быстрее. Однако если мы будем удаляться, то наоборот.
Эйнштейн прав до того момента, пока учитывает направление движения. Пройденное расстояние ∆x может быть, как со знаком плюс, так и со знаком минус. Близнец, который возил часы на Марс, не будет моложе того, который оставался на Земле. Для них обоих прошло одинаковое количество времени.
Эйнштейн как-то пошутил, что на Земле вряд ли есть дюжина человек, которые понимают в действительности Теорию Относительности. Как выяснилось, он не входит в это число. Парадокс близнецов — ошибка в понимании. «Время» зависит от местоположения. Неважно куда и с какой скоростью движется Марс, Земля, Солнце, неважно с какой скоростью вернут эти часы снова на Землю, они покажут здесь всё то же правильное время.
И наконец, должен быть поставлен вопрос:
«Получается, что если мерить шагами одно и тоже расстояние, то результат будет зависеть от скорости, с которой мы будем это делать?»
На вопрос надо ответить просто: «да» или «нет», и тогда можно будет меня уличить во лжи, потому что очевидно, что нет.
У математиков расхожа поговорка: «Очевидно и поэтому неправильно!»
Ответ — да. Реальность — это только наша правда. Проблема в том, что это истина только здесь и сейчас. Наша субъективная реальность находится вблизи вокруг нас, прикреплена к наблюдателю. Всё, что мы видим — прошлое, то есть отличатся от действительности, причём может отличаться принципиально. Сверхновые звёзды возникли возможно миллиарды лет назад и вполне возможно уже давно не существуют в действительности.
Начиная двигаться, мы попадаем в будущее, и чем быстрее движемся, тем больше отрываемся от реальности. Буквально один шаг в сторону и мы попадаем в новую реальность. В предельном случае, если бы скорость движения наблюдателя превысила скорость света, он бы полностью потерял связь с реальностью, то есть настолько, что уже бы не смог наблюдать происходящее, и встреча реальности с действительностью (каким-то объектом) была бы сюрпризом (вряд ли приятным).
И уже в качестве послесловия.
Когда Вы уверены в своей правоте на 100%, знайте, что действительность чуть шире того, что Вы себе представляете, и несогласный с Вами оппонент возможно тоже прав.