Другое важное положение теории Эйнштейна затрагивает скорость света. Свет, согласно Эйнштейну, перемещается с абсолютной скоростью, которая не относительна по отношению к наблюдателю. Предположим, что сильный луч света направлен в космос. Свет будет удаляться от Земли со скоростью 300 000 километров в секунду. В тот-же самый момент запущен космический корабль, следующий параллельно лучу света, но перемещающийся немного медленней скорости света, скажем, 280 000 километров в секунду. Будет ли свет перемещаться относительно корабля со скоростью 16 000 километров в секунду? Ответ отрицательный. Луч света всегда будет перемещаться со скоростью 300 000 километров в секунду, независимо от скорости или позиции наблюдателя.
Пока что мы имеем два основных положения:
а) скорость любого тела относительна по отношению к наблюдателю и б) скорость света не относительна по отношению к наблюдателю, она всегда постоянна.
Чтобы оба положения были верны, космический корабль, перемещающийся со скоростью 280 000 километров в секунду, должен пройти через странные преобразования. При приближений к скорости света масса космического корабля и всего, что находится внутри него, увеличится. Вследствие увеличения массы все движущиеся части будут перемещаться медленнее. Часы на борту корабля будут идти медленнее, так как луч света всегда будет перемещаться со скоростью 300 000 километров в секунду. Если бы каким-то образом можно было использовать мерный шест для определения расстояния, пройденного лучом света за определенный промежуток времени, шест стал бы короче. Следовательно, луч света переместился бы дальше.
Для наблюдателя с Земли часы на борту космического корабля будут идти медленнее. Для астронавта на борту корабля часы будут идти как обычно, а часы на Земле — быстрее. С Земли измерительный шест на борту космического корабля будет казаться слишком коротким. С корабля измерительный шест на Земле будет казаться слишком длинным.
Это приводит нас к эффекту относительности при течении времени. С точки зрения землян, люди на борту космического корабля будут стареть очень медленно и время будет идти очень медленно. С точки зрения экипажа корабля, время на Земле будет идти очень быстро. Люди на борту корабля могут путешествовать, скажем, десять лет. Когда же они вернутся, то обнаружат, что на Земле прошло 100 лет.
Согласно теории относительности, тело не может достичь скорости света, потому что его масса станет бесконечной, в то же время его длина уменьшится до бесконечности. Это недостижимо, согласно нашим сегодняшним знаниям.
С практической точки зрения ни один космический корабль даже не приближался к скорости света. Таким образом, никак нельзя проверить эти теоретические заключения. Ясно, что путешествие во времени в некотором роде станет возможным, если будут достигнуты такие скорости.
Проблема движения по прямой на любой скорости заключается в том, что тело не остается на одном и том же месте. Например, если космический корабль запустить с Земли со скоростью света, будет очень трудно, если вообще возможно, измерить различия во времени на Земле и на борту корабля.
Однако теоретически телу не нужно перемещаться по прямой с огромной скоростью, чтобы заметить разницу во времени. Например, если заставить вращаться или вибрировать шар с большой скоростью, начнут действовать те же принципы относительности. Внутри шара может пройти несколько часов, тогда как снаружи — несколько лет.
Сконструировать такой аппарат, который смог бы выдержать вибрации и вращение со скоростью, близкой скорости света, было бы чрезвычайно трудным заданием. Шар нужно было бы сконструировать таким образом, чтобы он был идеально круглым и идеально сбалансирован. Маленькая неровность, ну самая малюсенькая, приведет к тому, что шар разорвет на куски задолго до того, как будет достигнута желаемая скорость. Для иллюстрации данного примера представьте, что шины на вашем автомобиле сбалансированы для скорости, скажем, 110 километров в час. На большей скорости машину начнет трясти. Шар, вращающийся со скоростью света, будет делать 200600000 километров в час. Современные технологии не способны сбалансировать что-либо с такой точностью.
Даже если бы удалось провести балансировку, шар нужно было бы защитить от трения, бомбардировки мельчайших частиц пыли и внутреннего напряжения. Трение можно уменьшить, обернув шар в свободное от трения вещество, такое, как, например, тефлон, и поместив его в вакуум. Для того чтобы избежать опасности бомбардировки мельчайшими частицами, вокруг шара нужно создать поле, способное отталкивать материю, что вне досягаемости сегодняшней технологии. Чтобы избежать внутреннего напряжения, шар должен быть сделан из чрезвычайно упругого вещества. Неясно, способны ли выдержать такое вещества, известные человеку. Прочнейшие сплавы никогда не подвергались подобному воздействию.
И наконец, самой главной проблемой было бы создание хитроумного устройства, которое могло бы гарантировать безопасное пребывание внутри шара живого пассажира.
Как бы ни было трудно задание, его нельзя считать невозможным. 100 лет назад существование лазерного и электронного микроскопа казалось за пределами возможного. Сегодня это реальность.
ВЗГЛЯД В ПРОШЛОЕ
Вы когда-нибудь смотрели на чистое безоблачное небо темной ночью, когда можно увидеть миллионы звезд? Если да, то вы заглянули сквозь время в далекое прошлое.
Не считая Солнца, самая ближайшая к нам звезда — Проксима Центавра, которая находится на расстоянии около 30 триллионов километров от Земли. Свет ее, перемещающийся со скоростью 300 000 километров в секунду, достигает Земли за четыре года. Таким образом, как принято говорить, Проксима Центавра находится на расстоянии 4 световых лет. Мы видим ее такой, какой она была 4 года назад. Предположим, что Проксима Центавра была сегодня уничтожена в результате катастрофического взрыва. В этом случае взрыв не будет виден на Земле в течение 4 лет.
Лишь небольшое количество звезд находятся на расстоянии меньше чем 15 световых лет от нашей Солнечной системы. Некоторые видимые звезды находятся на расстоянии миллиардов световых лет. В зависимости от того, какую звезду вы наблюдаете в настоящий момент, вы наблюдаете ее такой, какой она была 4 года назад или миллиарды лет назад.
Сегодня большинство астрономов считают, что свет от любой звезды так сильно разбросан и рассеян после прохождения такого огромного расстояния в космосе, что даже самый совершенный телескоп не в состоянии уловить вид этой звезды.
Интересно отметить, что это достижение было предсказано в «Жителе двух планет», о чем ранее упоминалось в этой книге. Следующая цитата появилась в поздней версии (1899) «Жителя двух планет» в предисловии автора:
«Он [Филос] сказал, что электрические потоки, защищенные от вибраций, таких как звук, тепло или свет, пока не наткнутся на препятствие, будут добавляться к световым вибрациям, выявляя образ, видимый через телескоп… Таким образом, он утверждает, что звезды и небесные тела, находящиеся так далеко, что сотни их кажутся лишь (в 1899 году) еле видимым пятном даже в самые мощные телескопы, для сильного электростелларскопа будут при применении нужного усиления электролюминесцентных волн восприниматься земным зрением так отчетливо, что предметы, невидимые невооруженному глазу человека, будут легко различимы на самом отдаленном небесном теле, как бы. далеко от земного наблюдателя оно ни находилось».
Очевидно, речь идет о еще неизвестном способе улучшения полученного телескопом изображения с помощью электрического тока. В настоящее время единственный способ улучшения видимости через телескоп — это использование более крупных и совершенных линз.