Виталий Александрович Бронштэн, Игорь Дмитриевич Новиков
Полет к звездам
Фантастический очерк
Журнал «Наука и жизнь», № 4, 1960 г.
ДАН СТАРТ первому звездолету, направляющемуся за пределы солнечной системы - к планетной системе звезды Проксимы Центавра. Медленно набирая скорость, звездолет переходит с околосолнечной орбиты на гиперболическую траекторию. Проходит две недели, и он покидает пределы солнечной системы. Скорость звездолета все растет, она уже достигла 250 тысяч километров в секунду (5/6 скорости света). Моторы выключены. Космический корабль летит по инерции.
Перед астронавтами возникают совершенно необычные картины: все звезды как бы сбежались в одну сторону - туда, куда движется звездолет. Причудливо изменился их цвет, а многие и вовсе перестали быть видны. Вот навели сверхмощный телескоп на одну из ближайших звезд. И что же! Она кажется не шарообразной, а сплюснутой в направлении полета!
Так выглядят и другие звезды.
И вот достигнута система Проксимы Центавра, проведены ценнейшие научные исследования, звездолет летит обратно. Приближается Солнце, становится различимой простым глазом родная планета.
Наконец путешественники на Земле! Их встречают родные, друзья, знакомые.
- Как долго мы не видели Земли! - восклицает командир корабля. - Прошло более девяти лет!
- А мы вас не видели на четыре с лишним года больше, чем вы не видели нас, - говорят встречающие.
И никто не удивляется этим словам. Все знают, в чем дело. А знаете ли это вы, читатель?
В КОСМОС - НА ЛУЧАХ СВЕТА
Если бы люди захотели отправиться на Проксиму Центавра на «обычной» межпланетной ракете, для этого потребовались бы сотни тысяч лет. Чтобы совершить межзвездный перелет туда и обратно даже за несколько десятков лет, нужна скорость, близкая к скорости света. Можно ли придать летательному аппарату такую скорость? Да, это возможно с помощью так называемой фотонной ракеты.
В ней вместо газа реактивное ускорение создает поток фотонов - частиц света, которые обладают определенной массой. Они образуются в результате превращения различных элементарных частиц материи. Кроме протонов и электронов, современная физика открыла и другие, редко встречающиеся в природе частицы: позитрон, имеющий массу протона, но заряженный положительно, и антипротон, имеющий массу протона, но заряженный отрицательно. Их называют античастицами. При соединении частиц с такими же античастицами и образуются фотоны. Технические проблемы, связанные с созданием фотонных ракет, еще не решены. Но предположим, что фотонный двигатель построен и может сообщить ракете скорость, близкую к скорости света. Почему же космонавты, вернувшись из многолетнего путешествия к Проксиме Центавра, в счете времени разойдутся с жителями Земли на несколько лет? Причину этого явления раскрывает нам теория относительности.
МОЖНО ЛИ ЛЕТЕТЬ БЫСТРЕЕ СВЕТА?
Известно, что механическое движение относительно. Люди, например, никак не ощущают прямолинейного и равномерного движения парохода, находясь в его каюте. Более того, никакими механическими опытами нельзя обнаружить это движение. Такие тела, движущиеся прямолинейно и равномерно, принято называть инерциальными системами.
Но казалось, что дело обстоит иначе, когда мы от механики переходим к электродинамике. И теоретически и экспериментально было доказано, что свет, который представляет собой электромагнитные волны, распространяется в пустоте со скоростью 300 000 километров в секунду (км/сек.). Казалось, что если наблюдатель будет двигаться навстречу световым лучам со скоростью 30 км/сек., то скорость света относительно него будет 300 030 км/сек, а если он движется в обратном направлении,- то 299970 км/сек.
Но самые тщательные опыты не подтвердили этого. Установлено, что скорость света совершенно не зависит от прямолинейного и равномерного движения наблюдателей. По отношению к каждому из них она будет равна 300 000 км/сек. Следовательно, ни измерением скорости света, ни каким-либо другим путем нельзя обнаружить прямолинейного и равномерного перемещения тела в пространстве. Можно говорить только об относительном движении тел.
Обобщая все эти результаты, знаменитый физик Альберт Эйнштейн пришел к выводу, что равномерное и прямолинейное движение материальной системы как целого никак не влияет на процессы, протекающие внутри нее. Скорость света в пустоте во всякой инерциальной системе постоянная и является предельной скоростью. Никакое материальное тело не может двигаться быстрее скорости света. Построенная Эйнштейном на основе этих законов специальная теория относительности значительно углубила наши знания о природе пространства и времени и открыла их взаимную связь.