Hиколай Непомнящий - Время - Назад XX век: Хроника необъяснимого
На этом, однако, "парадокс близнецов" не кончается. Он может быть продолжен следующим образом. Представим себе, что после длительного путешествия ракета возвращается на Землю. Какой из братьев окажется старше: тот, который оставался на Земле, или брат-путешественник? Здесь, конечно, опять ответ должен быть однозначным, и таковым он и является — брат, оставшийся на Земле, будет старше.
Но как это примирить с декларированной выше эквивалентностью систем, равномерно движущихся друг относительно друга7 Ответ состоит в том, что во время какой-то части путешествия братья не движутся друг относительно друга равномерно. Путешествие неизбежно должно включать участки ускорения и замедления ракеты. На этих участках положение братьев-близнецов не будет эквивалентным. В то время как первый брат, на Земле, не почувствует ничего особенного (он может просто не знать, что улетевшая ракета где-то ускоряется), брат в ракете будет находиться в совершенно другой ситуации. Связанная с ним система отсчета — ракета окажется "ускоренной системой отсчета".
Среди различных возможных систем отсчета в природе выделены так называемые "инерциальные системы отсчета". Определение "ииерциальной системы" состоит в том, что в ней предоставленное самому себе тело, то есть тело, на которое не действуют никакие внешние силы, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
"Ускоренные системы" движутся с ускорением относительно инерциальных систем. Предоставленные самим себе тела в этих системах не сохраняют состояние покоя или равномерного движения. Все знают, что в ускоряющемся или тормозящем поезде чемоданы имеют тенденцию прыгать с полок!
Земля с очень хорошей точностью является инерциальной системой. Тормозящая и ускоряющаяся ракета — нет.
В этом и состоит несимметрия между братьями: брат-путешественник на некоторых участках траектории находится в ускоренном состоянии отсчета.
Специальная теория относительности имеет дело только с инерциальными системами и равномерным движением. Общая теория относительности описывает ускоренное движение.
Для нашего случая заключение общей теории относительности состоит в следующем.
В течение интервалов ускорения и торможения ракеты время в ракете течет медленнее, чем на Земле. При подведении окончательного баланса времени — определении полного времени путешествия этими промежутками пренебречь нельзя. На первый взгляд это может показаться странным, так как кажется, что эти промежутки времени могут быть сделаны сколь угодно малыми по сравнению с длительным временем путешествия с равномерной скоростью. Это, однако, не так, потому что, согласно обшей теории относительности, эффект замедления времени в ускоренной системе координат зависит от расстояния между часами, показания которых сравниваются друг с другом. Чем дальше ускоряемые часы от часов, находящихся в инерциальной системе, тем больше будет эффект.
В результате торможение и ускорение ракеты оказывается абсолютно критическим в удаленной от Земли части траектории, когда ракета поворачивает и начинает возвращаться на Землю. Замедление времени в ракете приводит к тому, что брат-путешественник стареет медленнее брата, оставшегося на Земле. Эта асимметрия приводит в конечном счете к однозначному заключению, что вернувшийся брат-путешественник всегда окажется моложе своего «земного» брата.
ВЕЧНЫЙ МАЯТНИК ВСЕЛЕННОЙ
Профессор Пулковской обсерватории Н. А. Козырев занимался этой проблемой свыше четверти века. И все эти годы стойко выдерживал и прямое отрицание, и замаскированный скептицизм, и намеки на «авантюризм», и… Впрочем, не стоит перечислять всего, что говорили о нем коллеги из близких и не очень близких областей науки. Даже сегодня, спустя почти два десятилетия после его смерти, прямых сторонников среди специалистов, насколько нам известно, у Козырева не густо.
Конечно, это его огорчало. Тем не менее он твердо верил, что истина в науке всегда восторжествует. И для такого оптимизма у него есть основания: достаточно вспомнить Луну…
Вулканы на Селене
Незыблемо считалось: Луна относится к планетам, потерявшим внутреннюю энергию. Мертвое тело, закончившее свою жизненную эволюцию, — вот что это такое. И вдруг Козырев заявляет: на Луне возможна вулканическая деятельность. Ох и доставалось же ему! А он ночь за ночью смотрел в телескоп. И высмотрел-таки: в 1958 году обнаружил вулканическое извержение в кратере Альфонс и получил его спектрограмму. Но только в декабре 1969 года Госкомитет по делам изобретений и открытий выдал ему диплом об. открытии лунного вулканизма. А в 1970 году Международная астронавтическая академия наградила его именной Золотой медалью с бриллиантовым изображением созвездия Большой Медведицы.
Но главное его дело, цель всей жизни — раскрыть самое, пожалуй, загадочное явление природы. Сам Козырев в одной из своих статей писал об этом явлении так: "Есть в природе тайны, на пороге которых останавливается в недоумении не первое поколение ученых". Тайна, которую попытался раскрыть доктор физико-математических наук, профессор Николай Александрович Козырев, волнует человечество уже многие тысячи лет. Тайна эта время.
Волчок в реке времени
Тем, ктo не верил в реальность его рассуждений, Козырев демонстрировал простои, но весьма убедительный опыт. Вот как его описывал в свое время известный журналист и писатель Альберт Валентинов: "Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать", — сказал Николай Александрович и продемонстрировал мне поразительный по простоте и остроумию эксперимент. Он взял обычные рычажные весы и подвесил к одному концу коромысла вращающийся по часовой стрелке гироскоп. На другом конце — чашка с гирьками. Дождавшись, когда стрелка весов замерла на нуле, ученый включил электровибратор, прикрепленный к их основанию. Все было рассчитано так, чтобы вибрация полностью поглощалась массивным ротором волчка.
Как должна отреагировать на это уравновешенная система? Весы могли не шелохнуться, и физики дали бы этому вполне рациональное объяснение. Весы могли выйти из равновесия, и тогда физики нашли бы этому явлению другое объяснение, ничуть не менее рациональное. А что же произошло?
Стрелка не дрогнула, и я с разочарованием взглянул на ученого. Слегка улыбнувшись, он снял гироскоп, раскрутил его в обратную сторону против часовой стрелки, снова подвесил к коромыслу. и стрелка пошла вправо: гироскоп стал легче.
— Ни одним из известных физических явлений объяснить этот феномен невозможно, — сказал Николай Александрович.
— А как вы объясняете?
— Гироскоп на весах с электровибратором — это система с причинно-следственной связью. Во втором случае направление вращения волчка противоречит ходу времени. Время оказало на него давление, возникли дополнительные силы. Их можно измерить…"
А раз можно измерить — значит, эти силы реально существуют. Но если так, то время — это не просто длительность от одного события до другого, измеряемая часами. Это физический фактор, обладающий свойствами, которые позволяют ему активно участвовать во всех природных процессах, обеспечивая причинно-следственную связь явлений. Козырев экспериментально установил, что ход времени определяется линейной скоростью поворота причины относительно следствия, которая равна 700 километров в секунду со знаком плюс в левой системе координат.
Все это очень сложно для восприятия. И не голько потому, что здесь невозможно подобрать аналогии из обыденной действительности, которые хоть и приближенно, но прояснили бы суть явления. Главное «препятствие» на пути к познанию — инерция нашего мышления. Вот почему все умозрительные попытки от древности до наших дней понять сущность времени оказались безрезультатными. Надо напрочь отрешиться от представления о времени, как о чем-то если и существующем, то независимо oт нас или, во всяком случае, рядом с нами.
Козырев утверждает: время является необходимой составной частью всех процессов во Вселенной, а следовательно, и на нашей планете. Причем активной составной частью. Главной "движущей силой" всего происходящего, так как все процессы в природе идут либо с выделением, либо с поглощением времени.
Эксперимент для скептиков
Тем, для кого вышеприведенного опыта оказывалось недостаточно, Козырев предлагал еще один. Брал самый обыкновенный термос с горячей водой. Только в пробке было проделано отверстие, куда Козырев вставлял тонкую хлорвиниловую трубку. А затем ставил термос около весов с гироскопом. Стрелка весов показывала, что волчок, вращающийся против хода времени, при весе в 90 граммов стал легче на 4 миллиграмма — крохотная, но вполне осязаемая величина.
