– Сергей Геннадиевич, миленький, – защебетала восторженно Сьюзи Блейк, присоединяясь к дискуссии после вывода звездолёта в режим автоматического пилотирования, – вы так увлекательно рассказываете. Но приведите хотя бы один пример из истории в подтверждение Вами сказанного.
– Из фактов истории, пожалуй, я могу подтвердить слова профессора Павлова. – вмешался философ и историк Томми Ло, подвигаясь ближе к тесной компании, – Ещё в древности было подмечено, что в спокойно плывущем по глади реки корабле путешественник не может сказать, движется он или стоит на месте, если не видит берега. Галилей распространил эти наблюдения и на физические опыты. Он писал, что столь же безразличным к движению окажется и камень, падающий с высоты корабельной мачты. Этот камень всегда окончит своё роковое падение, ударив в одно и то же место, как в том случае, когда корабль неподвижен, так и в том, когда он идет быстрым ходом. Следовательно, никакими опытами нельзя установить, движемся мы или нет, если движение происходит без ускорения. В этом и заключается суть принципа относительности Галилея.
– Спасибо Томми за классический пример, – похвалил Павлов коллегу-историка, – Ньютон был вполне согласен с этим принципом. И всё-таки ему казалось, что должно быть нечто незыблемое, некая основа, опираясь на которую, наблюдатель может ощутить движение без ускорения. Абсолютное пространство и было для Ньютона неподвижной системой отсчёта. В то время Ньютон уже знал о работе другого учённого Ремера, которому удалось приблизительно вычислить скорость света, равную около 280 тысяч километров в секунду. Ньютон понимал, что конечная величина скорости неизбежно влечёт за собой некую среду, передающую движение. Пространство, следовательно, связано с предметами, в нём находящимися? Это противоречие Ньютон разрешить не мог. Гипотезу выдвинул Гюйгенс. Он предположил, что пространство наполнено неким веществом – эфиром, и построил, опираясь на эфир, волновую теорию света. Эта гипотеза объяснила множество разных оптических явлений и даже предсказала такие, которые потом были открыты. Все было великолепно за одним исключением: эфир пришлось снабдить столь противоречивыми свойствами, что разум отказывался верить. С одной стороны, совершенная бесплотность, чтобы не мешать движению планет, а с другой стороны – упругость, в тысячи раз превышающая упругость самой лучшей стали, иначе не будет распространяться с нужной скоростью свет.
– Но это же утверждение противоречит здравому смыслу, – возмутился Эндрю Прауд, позабыв о дурачествах и серьёзно воспринимая слова Павлова.
– Согласен! Противоречит! И до поры до времени на эти противоречия учённые закрывали глаза. В конце концов, разве природа обязана быть непременно такой, какой нам хочется с точки зрения здравого смысла? Мало ли открытий, ему противоречащих, начиная с шарообразности Земли, было сделано наукой? Стоит ли пугаться даже таких взаимоисключающих свойств? Джеймс Клерк Максвелл на основе эфирной гипотезы создал теорию электромагнитного поля, столь фундаментальную, что ей подчиняются тысячи ранее непонятных явлений, – так почему бы не предположить, что эфир всё-таки существует? Почему бы не предположить, что эфир и есть ньютоновское абсолютное пространство и оттого так странен.
– Странности – странностями, – перебил физика Максимилиан Шмателли, – но как вся эта ваша дискуссия относится к «чёрным дырам» космоса? Ведь Вы, профессор начали объяснять именно специфику «чёрных дыр», если мне память не изменяет.
– Точнее, о том, что «чёрная дыра» может возникнуть там, где её никто не мог ожидать, – поправил Сергей Геннадиевич переводчика, – но, как истинный учённый, я не могу голословно это заявить, я должен объяснить всем доходчиво, чтобы прослеживалась логика и была понятна моя точка зрения. А для этого приходится подводить стройное теоретическое обоснование.
– Сдаюсь профессор! – извинялся Максимилиан, виновато поднимая руки вверх, – Больше не перебиваю Вашу лекцию.
– На чём это я остановился? – на секунду задумался Павлов, – Ах, да! Лоренц тем временем развивал дальше свою любимую теорию электрона, и обнаружил интереснейшие свойства этой единственной тогда известной физикам элементарной частицы. Масса её оказалась переменной, связанной со скоростью, и выражалась той же формулой, что и теоретическое сокращение размеров. Совпадение или нечто большее? Эту проблему было суждено решить Эйнштейну. В 1905 г. он опубликовал свою первую работу по теории относительности. Все странные факты, накопившиеся к тому времени в физике, от удивительного постоянства скорости света до не менее удивительного изменения массы электрона получили простое и изящное объяснение. Прежде всего, скорость света объявлялась неизменной величиной, не зависящей от того, движется наблюдатель или находится в покое. В любом случае, даже если лаборатория в ракете будет лететь со скоростью света, прибор Майкельсона неизбежно покажет одну и ту же величину – 300000 километров секунду. Кстати, ЭММА, – обратился Павлов к гиперкомпу, – проиллюстрируй мои слова высказываниями Эйнштейна из Великой Энциклопедии Знаний.
Секундная заминка киберледи не была замечена экипажем. Между тем из динамиков послышался незнакомый мужской голос: «Догоняя свет со скоростью превышающей световую в вакууме, я должен был бы наблюдать этот луч как неподвижное электромагнитное поле, лишь колеблющееся в пространстве», – звучали слова Эйнштейна, – «Но, по-видимому, такой картины не бывает. Интуитивно мне с самого начала казалось ясным, что с точки зрения летящего наблюдателя всё должно было бы происходить по тем же законам, что и для наблюдателя, покоящегося относительно Земли. Из этого вытекает, что в мире всё взаимосвязано: пространство и время. Поэтому мы и говорим теперь о пространстве-времени, массе, энергии, движении. Понятия абсолютных пространств, времени и движения полностью ликвидировались. Все движущиеся тела становятся равноправными с точки зрения находящихся на них наблюдателей. Абсолютно никакими опытами, проведенными внутри равномерно и прямолинейно движущейся системы, нельзя доказать, движется она или находится в покое. Любой экспериментатор может в этом случае считать себя покоящимся, а всех остальных – движущимися. Результаты решений уравнений, описывающих любые процессы, от этого не изменяются».
Динамики замолкли, предоставив Сергею Геннадиевичу возможность продолжить свои увлекательные рассуждения.
– Благодарю, ЭММА, за помощь! Но так ли всё выглядит на самом деле, как утверждает теория великого Эйнштейна? – обвёл присутствующих взглядом пронизывающих серых глаз Павлов, – Физики покажут недоверчивым скептикам колоссальные ускорители элементарных частиц: размеры и огромная мощность, которых нужна, чтобы привести их в действие. Вот следствия, прямо вытекающие из теории относительности. Чем быстрее летит частица, тем она становится массивнее, а чтобы изменить массу, приходится расходовать соответствующую энергию. Точно также и время относительно. Формулы Эйнштейна говорят, что сторонний наблюдатель увидит, как время, в котором живёт быстро движущаяся частица или экипаж ракетного корабля, протекает медленнее, чем в лаборатории, откуда ведётся наблюдение. Этот вывод для многих кажется ещё более фантастическим, нежели изменение массы. Но опыты упрямо говорят своё: да, время может изменяться. Для теории относительности нет ничего странного и в том, что космонавт, улетевший в ракете, развивающей почти световую скорость, вернётся по часам ракеты через несколько лет, а по часам Земли – через десятилетия.
– Почему же тогда мы на «Звёздном Страннике» и на других звездолётах ничего подобного не замечаем, – недоумевал Прауд, моргая широко раскрытыми от изумления глазами, – мы что летаем ниже световой скорости?
– Нет, Эндрю, – взял инициативу в свои руки командор, широко улыбаясь наивности вопроса, – просто современные звездолёты летают на большие расстояния не в самом космическом пространстве, а преломляют его, используя последние технические достижения и разработки земных учённых и новые теории последователей великого Альберта Эйнштейна.
– Спасибо, Иван, за поддержку, – поблагодарил физик капитана и продолжил, – очень многие свойства пространства-времени открыты чисто практически, стали привычными и вполне естественными. Но, то обстоятельство, что им нет теоретического обоснования, делает изучение их чрезвычайно трудным. Более того, наука лишь в самые последние годы обратила внимание на эти свойства, которые раньше были лишь предметом умственных экспериментов философов. Одно из таких свойств – стрела времени, его направленность только в одну сторону. Пространство, как мы хорошо знаем, допускает движение и вперёд и назад, а во времени такой эксперимент не удаётся, хотя в фантастической литературе путешественников во времени, начиная с героя Уэллса, было предостаточно. Изменяющийся мир, больше напоминает магический ковёр, развёртывающийся прямо под ногами и свёртывающийся сразу же позади.
