В течение работы двигателей, когда космический корабль на огромном расстоянии от Земли испытывает длительное ускорение, мы, его пассажиры, сможем определить, что события на Земле развиваются в это время с огромной скоростью. Время на Земле (измеренное по часам космического корабля) уже не отстает, оно будет бежать, причем тем быстрее, чем дальше от Земли производится разворот корабля и чем большее ускорение он испытывает. При этом земные часы по измерениям в корабле не только наверстают отставание в шесть лет, накопленное во время полета корабля по инерции, но и сильно – на 26 лет обгонят часы космонавтов, так что к моменту выключения двигателей и началу свободного обратного полета по часам корабля окажется, что на Земле прошел 41 год (15+26). Из этих 41 года 9 лет прошло во время удаления корабля, а 32 года – во время разворота.
Конечно, люди на Земле при этом не заметят изменения хода земных часов. Ведь на них не может повлиять то, что космический корабль испытывал ускорение, изменяя направление своего полета.
Правда, и мы, пассажиры ракеты, на экране своего телевизора увидим бешеный бег земного времени не во время разворота ракеты, а позже, на обратном пути, когда ракета встретит радиосигналы, вышедшие с Земли во время разворота ракеты. Именно тогда 32 земных года промелькнут на экране ровно за то небольшое время, в течение которого были (много лет назад) включены ракетные двигатели.
Во время обратного пути, когда корабль вновь движется по инерции, снова будет наблюдаться взаимное отставание часов. За 15 лет, которые понадобятся нам для обратного пути, мы снова определим, что земные часы отсчитали всего 9 лет, то есть на 6 лет меньше, чем наши. Поэтому после приземления мы обнаружим, что на Земле прошло на 20 лет больше, чем на корабле, а жители Земли увидят, что мы постарели на 20 лет меньше, чем они (по часам корабля на нем пройдет 15 + 15 = 30 лет, а на Земле 9 + 32 + 9 = 50).
И космические путешественники и «земляне» увидят одно и то же. Никакого противоречия не будет. Но жители Земли, не испытавшие ускорений, будут считать, что время на корабле в течение всего полета текло медленнее (по 36 минут за земной час), а космонавты будут считать, что большая часть разности времен набежала в течение работы двигателей при повороте корабля. По наблюдениям космонавтов, именно на этом участке разность времен составила примерно 32 года, которые вместе со временем, прошедшим по их наблюдениям на Земле во время инерциального полета (2 раза по 9 лет), составят как раз 50 лет.
Пожалуй, самая удивительная черта теории относительности состоит в том, что все ее парадоксы кажущиеся. Ни один реальный опыт или опыт, который можно себе представить выполненным, не приводит к противоречию ни с теорией относительности, ни со здравым смыслом.
Было бы невероятно, если бы по возвращении космонавта его календарь отстал от земного, а земной календарь от календаря космонавта. Это было бы противоречием. Но это не только не вытекает из теории относительности, но и противоречит здравому смыслу.
Если же и космонавт и житель Земли зафиксируют одно и то же, хотя и неожиданное для них, расхождение в возрасте, то в этом нет ничего невозможного. Удивительные, но вполне реальные следствия огромных скоростей.
Фотонная ракета действительно может стать машиной времени. Чем ближе ее скорость к скорости света и чем дольше длится полет, тем дальше в будущее попадут космонавты, вернувшиеся на Землю.
Величественная перспектива! Но не следует забывать об одном огорчительном обстоятельстве. Наши посланцы, посетив отдаленные звездные миры, поведают о своих открытиях нашим потомкам, а не нам.
Машина времени работает только в одном направлении. Теория относительности не допускает путешествий в прошлое. Человек может остаться молодым и видеть старость своих внуков, но сын не может родиться раньше, чем родился его отец. Можно сказать, что теория относительности математически обосновывает действие принципа причинности, являющегося одним из краеугольных камней диалектического материализма. Время не может течь вспять, оно может лишь замедлять свой бег. Следствие не может возникнуть раньше, чем вызвавшая его причина.
Вождь великой относительности
...Теория относительности возникла в 1905 году. Наиболее поразительные предсказания этой теории уже подтверждены опытом. Правда, предсказания ее наиболее сложной части – общей теории относительности, созданной в 1916 году, подтверждены не в лаборатории, а в космическом масштабе при помощи астрономических наблюдений. Вот эти предсказания:
Первое. Лучи света искривляют свой путь, проходя вблизи больших масс. Астрономы совершали далекие путешествия, чтобы сфотографировать звездное небо во время полного солнечного затмения, и обнаружили, что видимое положение звезд, свет которых проходит мимо Солнца, заметно смещается в соответствии с предсказанием.
Второе. Планеты обращаются вокруг Солнца не по неподвижным орбитам, потому что сами орбиты со временем поворачиваются, и тем сильнее, чем ближе орбита к Солнцу. Измерения с большой точностью подтвердили это для орбит Меркурия и Венеры.
Третье. Время вблизи крупных масс течет медленнее, чем вдали от них. Астрономы обнаружили, что спектр маленького спутника яркой звезды Сириус и спектры некоторых других звезд, называемых белыми карликами, смещены в сторону красного цвета по сравнению со спектрами остальных звезд, в том числе и Солнца.
Это может быть только результатом замедления хода времени на поверхности таких звезд, вещество которых обладает огромной плотностью.
Общая теория относительности и три ее замечательных предсказания были опубликованы Эйнштейном в 1916 году. Война помешала кому-либо приступить к проверке этих предсказаний.
Первое после войны полное солнечное затмение произошло 29 мая 1919 года. Английским астрономам удалось подготовить две экспедиции, задачей которых была проверка первого из предсказаний. Полоса затмения пересекла Атлантический океан от Экваториальной Африки до Южной Америки. Первая экспедиция во главе с инициатором наблюдений Эдингтоном высадилась на острове Принчипе в Гвинейском заливе и попала в полосу дождей, которые чуть не сорвали ее работу. Но в решающую минуту тучи разорвались и фотографии звезд на фоне солнечной короны были сделаны. Вторая обосновалась в Бразилии в деревне Собраль и работала в условиях палящей жары. Одна из бразильских газет поместила в связи с этим злопыхательскую статью, в которой, между прочим, говорилось:
«...Вместо того чтобы пытаться подтвердить немецкую теорию, члены экспедиции, находящиеся в столь близких отношениях с небом, позаботились бы лучше о дожде для этой страдающей от засухи страны».
Но экспедиция занималась своим делом и получила бесценные фотографии.
Обработка фотографий обеих экспедиций, бесспорно, подтвердила наличие предсказанного смещения.
Узнав об этом, Лорентц телеграммой поздравил Эйнштейна с первым подтверждением общей теории относительности. Эйнштейн сразу написал своей матери:
«Радостные новости сегодня! Лорентц телеграфировал мне, что английская экспедиция доказала отклонение лучей света вблизи Солнца».
Когда газеты оповестили о результатах экспедиции, по земному шару пробежала волна горячего энтузиазма и небывалого интереса к сложной и трудно понятной научной теории и ее творцу. Ведь физики всерьез считали, что теорию Эйнштейна как следует понимает не больше чем дюжина человек.
Популярность теории, которую большинство из поклонников Эйнштейна совсем не понимало, и поныне для многих является загадкой. Уже после смерти великого физика его друг и сотрудник Леопольд Инфельд высказал мнение, что большую роль здесь сыграла реакция на ужасы войны и связанного с ней расцвета шовинизма. Он писал:
«Новое явление предсказал немецкий ученый, а проверили его английские ученые. Физики и астрономы, принадлежавшие недавно к двум враждебным лагерям, снова работают вместе. Может быть, это и есть начало новой эры мира? Тяга людей к миру была, как мне кажется, главной причиной славы Эйнштейна».
Но дело, конечно, не в этом. Скорее причина в том, что теория Эйнштейна пронизана революционным духом. Она возвысилась над закосневшим зданием классической физики, свергая авторитеты и вознося знамя свободы творчества. Эта ее особенность являлась особенно притягательной для людей, возбужденных раскатами Великой Октябрьской революции, отзвуки которой прокатились по всем материкам земли.
Теория Эйнштейна быстро стала не только мощным фактором научного прогресса, но и объектом ожесточенной политической борьбы.
Вскоре после опубликования результатов работы английских астрономов в одной из немецких националистических газет была напечатана статья «Большевистская физика». В ней, в частности, говорилось:
«Поскольку профессор Эйнштейн признан новым Коперником, многие преподаватели университетов стали его поклонниками... В конечном счете незачем обвинять рабочих за то, что они следуют за Марксом, если германские профессора следуют за измышлениями Эйнштейна».
Люди, подобные автору этой статьи, старались уверить, что теория относительности и ее выводы – заблуждение. Она действительно противоречит классическому «профессорскому» мышлению, с которым в своем знаменитом труде «Материализм и эмпириокритицизм» воевал Ленин, но находится в полном согласии со здравым смыслом, покоящимся на многовековом опыте человечества.
Массы немецкого народа в то время еще не поддались угару национализма. Эйнштейн стал предметом всеобщего поклонения. Его адрес красовался во всех туристских справочниках.
Он стал легендой при жизни. Девочка из Британской Колумбии писала ему: «Я вам пишу, чтобы узнать, существуете ли вы в действительности».
Американские индейцы, загнанные в бесплодные резервации, влачившие жалкое существование в богатейшей капиталистической стране, почти лишенные образования, знали об Эйнштейне и его теории. В 1930 году, когда Эйнштейн посетил индейское племя в штате Аризона, индейцы присвоили ему титул вождя и нарекли Вождем Великой относительности.
«Еще не повешен»
Через три года в Германии вместе с Гитлером и в науке к власти пришли крайние реакционеры. Эйнштейна в это время, к счастью, уже не было на родине.
Вместе с евреями из немецких университетов изгонялись прогрессивные ученые других национальностей, в том числе немцы. Теория относительности была объявлена неарийской теорией, противоречащей немецкой физике. Ее преподавание было запрещено. Ссылки на нее в научных работах могли привести к увольнению.
Среди крупных немецких ученых лишь один – нобелевский лауреат Макс Лауэ высказывался за теорию относительности против особой немецкой физики.
Рассказывают, что, когда Лауэ прочел в Стокгольме лекцию о теории относительности, он по возвращении в Германию получил нагоняй от фашистского начальства. Поклонники компромиссов посоветовали Лауэ быть более осмотрительным, тогда ученый опубликовал новую статью о применимости теории относительности. «Вот это и должно быть моим ответом», – сказал он.
Отчасти за Лауэ следовали Гейзенберг и Планк, понимавшие, что отказ от теории относительности ведет к застою физики.
В Германии делались попытки сделать теорию относительности приемлемой для нацистов, умаляя роль Эйнштейна и приписывая ее создание арийским физикам. Конечно, судьба теории относительности в гитлеровской Германии не была единственным исключением. Из науки изгонялось все прогрессивное. В космогонии главенствовала арийская теория мирового льда, согласно которой сердцевина всех планет и звезд состоит из обычного льда. Наукой руководили фашистские бонзы, такие активные нацисты, как физик Штарк, нападавший на Гейзенберга и других физиков-теоретиков и назвавший их в газете белыми евреями, бесплодные физики старшего поколения Ленард и Шуман, механик и сотрудник гестапо Озенгер. Даже Гиммлер считал себя способным руководить наукой. Вот один из его проектов:
«Для будущих исследований погоды, которыми мы собираемся заняться после войны, я предлагаю заметить следующее: корни или луковицы растения «безвременник осенний» в различные годы находятся на разных глубинах. Чем они находятся глубже, тем более суровой будет зима; чем ближе они к поверхности, тем зима будет мягче. На этот факт обратил мое внимание фюрер».
Триумфальное шествие теории относительности не приостановилось тем, что труды ее создателя были сожжены на сквере перед Берлинской оперой, а портрет ее создателя с подписью «Еще не повешен» был первым в изданном нацистами альбоме врагов гитлеровского режима. Список преступлений Эйнштейна начинался с главного «злодеяния» – создания теории относительности.
Не пострадала теория относительности и от того, что американские реакционные лиги и корпорации травили ее творца, обвиняя его в коммунизме, пацифизме и безбожии.
Астрономы всех национальностей совершают новые путешествия в погоне за солнечными затмениями, наблюдают планеты и звезды и все более убеждаются в том, что теория относительности правильно описывает окружающий нас мир.
Каждый день в своих исследованиях ученые наталкиваются на ее проявления, раскрывают новые богатства, многочисленные россыпи истины, заключенные в этой величественной системе.
По сей день идет экспериментальная проверка теории относительности.
Дефект массы