Хорошо школьному учителю математики, проверяющему дома тетрадки: в задачнике есть правильные ответы. Ну, а если он поставит задачу, ответа на которую сам не знает? Возможно, тогда он поверит такому решению дотошного школьника, где не углядит ошибок, и назовет его будущим Лобачевским… Именно таким учителем является Бытие, а ученые — те же самые школьники, но решающие задачи без готовых ответов. И у них тоже попадаются ошибки — неочевидные, хитрые настолько, что потом могут десятки лет вводить всех, начиная с автора решения, в заблуждение. Так и произошло с «парадоксом близнецов».
Именно вопросу о том, что происходит при полетах с околосветовой скоростью (не суть важно, с человеком происходит или всего лишь с элементарной частицей), и посвятил Альберт Эйнштейн свою Специальную Теорию Относительности (СТО), которую разработал в самом начале XX века. Что будет с массой, что с расстояниями вперед и вбок, что со временем?.. Она была признана и прославлена именно потому, что во многом он оказался прав, это подтвердилось экспериментами. Во многом прав, но вот что касается времени…
Почему она называется «теорией относительности»? — потому, что в основе ее положен такой принцип: во Вселенной «нулевой скорости» нет, мы ничто не можем с уверенностью назвать покоящимся, неподвижным, а потому любой объект (любой сгусток звезд или даже любой куда-то мчащийся космолет) вправе временно принять за нулевую точку отсчета для скоростей всех окружающих его предметов, звезд и космических частиц, как бы посчитать его неподвижным. Отсюда и «относительность»; например, земные наблюдатели обнаружили промелькнувший мимо чей-то космический корабль — и за долю секунды разглядели чудеса, происходящие с ним из-за большой скорости: например, то, как он невероятно сплюснут. Однако и наблюдатели на этом корабле точно так же удивились, что планета, мимо которой они промчались, сплюснута — не шар, а скорее блин! На том и основана СТО, что все такого рода искажения наблюдаются симметрично, взаимно, и нет разницы, кого считать «летящим», а кого «покоящимся». Это базовый принцип СТО; однако в «парадоксе близнецов» он оказался нарушен.
Во всей этой теории речь именно о наблюдаемых (точнее, воспринимаемых) со стороны изменениях в объекте, стремительно пролетающем мимо. Кстати, это совершенно объективно! Так, допустим, в земную атмосферу влетает жалкий протон, весящий всего-то полторы септиллионные доли грамма. Но космические поля разогнали его до почти световой скорости, поэтому атомами воздуха он воспринимается как объект массой в сотни килограммов, а то и даже в сотни тысяч тонн, — будто это внезапно ворвавшийся к нам астероид. И частицы воздуха соответственно реагируют, закручивая свои пути, так что там, где пролетел этот протон, остается отчетливый след — кстати, легко проводящий электричество. Вспомните зигзаги молний во время грозы. Любой прямой отрезок такого зигзага — это пробежка молнии по удобной колее, пропаханной в атмосфере одной из сверхбыстрых космических частиц.
Да, здесь перед нами особый случай объективности. Объективно наблюдаемое со стороны — не есть то, что происходит с самим объектом. Это, кстати, еще один важный принцип СТО (к сожалению, гораздо реже называемый вслух). В самом ли деле стал таким массивным этот протон? — нет, конечно. Каким легким был, таким он и остался. Все дело во взаимных скоростях.
Вспомним старую забаву с простейшими «загадочными картинками». Вам рисуют, например, вертикальную линию и спрашивают: что это? Правильный ответ: портрет Джоконды, вид с торца. Это как раз тот самый разворот осей координат, который является главным математическим инструментом СТО. Хотя в ней предпочитается поворот не столь крутой, но значительный — чтобы вы все-таки увидели лицо Джоконды, пусть даже очень вытянутым или сплюснутым. Это зрелище будет объективным? — да, конечно, в доказательство вы можете заснять его на фото. Но значит ли это, что лицо Джоконды на портрете действительно так исказилось? — нет, конечно. Вот в этом сопоставлении и заключена вся сущность СТО.
Допустим, я стою на Земле и четко представляю себе координатные оси: с юга на север, с запада на восток и снизу вверх. Стоящий на старте космический корабль имеет эти же координатные оси: мы с космонавтами их согласовали, они даже в полете будут поддерживать точность этих направлений. Однако когда этот космический корабль разгоняется, его координатные оси с увеличением скорости постепенно разворачиваются относительно моих, именно поэтому корабль и начинает казаться мне сплющенным… Все бы просто, проблема в том, что есть и четвертая ось — ось времени, и она тоже разворачивается! А я наблюдаю происходящее на корабле — разумеется, в проекции на свою ось времени, вот и вижу, что у них, с моей точки зрения, замедляются часы. И это наблюдение, повторяю, совершенно объективно, оно может быть зафиксировано приборами, — происходит то же самое, что с наклоненным портретом Джоконды.