Про эту вашу физику - Дмитрий Владимирович Ганин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Старый добрый пример из географии (помните, был такой бесполезный урок в школе). Кратчайшее расстояние на глобусе не прямая линия, а дуга:
Так и в четырехмерном пространстве. Летит себе комета в космосе, никого не трогает. Но, пролетая мимо звезды, она попадает в деформированное пространство и, хотя «по ее мнению» она продолжает лететь прямо, тем не менее, «кривое» пространство уводит ее в сторону звезды. Если скорости кометы (ее энергии) хватит чтобы преодолеть «уклон», то она полетит дальше. А если силенок не хватит, то комета начнет двигаться по «ложбине», которую создала вокруг себя во времени-пространстве массивная звезда. Пролетая совсем близко от звезды, комета и вовсе пересечется с ее траекторией (чем ближе, тем «уклон» круче), и комета грохнется на нее. Не забываем, что все это происходит в четырехмерном пространстве, где объект имеет координаты длины, ширины, высоты и времени. Без времени вся эта конструкция работать не будет.
Теперь давайте вкратце объясним себе с научной точки зрения, почему падает яблоко.
Итак. На яблоне висит яблоко. Веточка пересыхает, и яблоко отрывается от дерева. Что происходит дальше?
Яблоня и планета движутся в пространстве (относительно солнца, вселенной и вообще, что мы не замечаем и считаем, что яблоня покоится на месте) и — самое главное — во времени. Земля и яблоня постоянно двигаются в будущее. Их движение в пространстве и времени, можно сказать, пока происходит по параллельным линиям.
Но вот яблоко стало независимо от яблони. Никакой силы к яблоку не прикладывалось (никто его не бросал), поэтому, по сути, оно и не должно никуда лететь. Если бы Земля не имела бы массы, то яблоко просто бы зависло в воздухе около ветки и по-прежнему двигалось во времени и пространстве параллельно с планетой.
Но законы нашего мира очень странные. Наш мир имеет четыре измерения — три пространственных и одно — временное. Если в пространстве-времени присутствует большая масса, то пространство-время вокруг этой массы деформируется, искажается. Как будто на ровную поверхность водной глади бросили булыжник и появились волны.
Земля же имеет очень большую массу, поэтому искажение пространства и времени существенное. И наше яблоко продолжает свое движение не по прямой линии в 4-хмерном пространстве, а по искривленной линии с ускорением. И вот яблоко летит уже не по параллельной прямой, а по такой линии, которая из-за искривления пространства приводит к столкновению с Землей.
Вот так происходит падение яблока. Нет никакой силы тяжести, а гравитация — это всего лишь движение по кривой траектории в четырехмерном пространстве-времени.
Вот и вся теория.
На сегодняшний день она получила подтверждение во многих экспериментах с высокой точностью, и спорить с ней весьма опрометчиво. Но желающие опровергнуть ОТО лезут как с конвеера: в этих ваших интернетах довольно затруднительно найти нормальное объяснение теории, постоянно — натыкаешься на разного рода фрические интерпретации с мировыми эфирами, галактическими полюсами, ячеистыми структурами и так далее. А теперь еще и мы тут. Ужас!
Гравитационные волны также распространяются не мгновенно, а с конечной скоростью — со скоростью света — так утверждает общая теория относительности (не так давно ученые наконец обнаружили их в эксперименте с черными дырами). Если наше солнце вдруг исчезнет, то Земля будет лететь по искривленному пространству еще 8 минут, пока пропажа Солнца не обнаружится и пространство не выровняется. И тогда наша планета отправится в открытый космос по касательной к своей орбите.
Гравитация влияет на ход времени — это тоже экспериментально доказано — чем ближе к центру масс, тем медленнее идет время. Работающие на сотом этаже стареют медленнее, чем работающие в шахте, правда, на триллионные доли секунды за сто лет.
А падение в черную дыру со стороны будет выглядеть бесконечным, потому что там пространство из-за огромнейшей массы потухшей звезды искажено так, что возникает трудно перевариваемое для физики состояние материи, известное под названием «сингулярность» — притяжение становится бесконечным, скорости превышают световые, меняются местами причина и следствие и так далее — можете сочинить сами, что хотите. В сингулярности возможно все. Ученые пока не очень уверены, существует ли сингулярность, может, там внутри черной дыры все гораздо банальнее, но, чтобы это проверить, надо туда сунуть нос и поглядеть, что как. Сами понимаете, пока мы это можем только в кино.
Общая теория относительности очень не дружит с квантовой физикой, потому что применение обеих теорий сразу приводит к взаимоисключающим результатам. Тот, кто помирит две теории, однозначно станет круче Эйнштейна и всех-всех-всех. Пока только умница Хокинг со своим испарением черных дыр показал, как в принципе можно немножко подружить квантовую физику и теорию относительности.
На этом все. Читайте умные книги, включая учебники. Меньше политики — больше науки, и, глядишь, через пятьдесят лет мы уже будем покорять Альфу Центавра.
Глава 4
Парадокс близнецов
Диалог возле коляски:
— Какие прелестные близнецы! Оба мальчики?
— Нет, только слева, справа дыня.
Спорим, что даже если вы никогда не слышали, что скорость света постоянная, то вот это словосочетание «парадокс близнецов» вам знаком. Может, вы думаете, это что-то из астрологии про людей, родившихся под одноименным созвездием, или из магической психологии, мол, все разлученные близнецы болеют одним и тем же, любят одинаковые игрушки и называют своих собак тузиками, или вы-таки догадываетесь, что это связано с космосом, потому что про парадокс близнецов рассказывают и показывают в фантастических фильмах.
Штош! Попробуем быстренько ввести в курс дела, чтобы вы могли консультировать менее искушенных товарищей о том, что происходит в кино про далекие галактики, и какого лешего это вообще названо парадоксом.
В основе парадокса лежит драматичная история про двух близнецов, которые родились в один день, но судьба раскидала их по разным жизненным путям. Один близнец, к несчастью, стал офисным работником, а второй — космонавтом. И вот пока первый близнец составляет еженедельный отчет о проделанной работе по созданию отчетов в текущем квартале, другой брат выполняет важную научную миссию: сгонять за пределы
