Я сейчас рискую как какой-то GPT-чат увеличить энтропию во всемирной сети и приблизить тепловую смерть человеческой способности к рассуждению, тем не менее, если в голову приходят какие-то мысли, то их нужно излагать.
Не так давно, в июле 2023 года, совершенно случайно я обратил внимание на мимолетную реплику относительно парадокса близнецов. Это известная история про то что если взять две блондинки и одну из них отправить в недельный круиз на космическом корабле с околосветовой скоростью, то к моменту ее возвращения, оставшаяся на Земле подруга уже проживет долгую и счастливую жизнь, и будет получать пенсию. Этому парадоксу, который следует из Теории относительности Эйнштейна сто-лет-в-обед и использовать его можно даже маркетологам в косметологии. Крем «Космическое путешествие» - и пусть все вокруг постареют!
Мне подумалось вот что: Эйнштейн сделал две великие вещи – просто так, взял и объявил – скорость света в вакууме есть величина постоянная, а полная энергия вещества равна массе умноженной на скорость света в квадрате. В начале 20-го века эти два заявления были абсолютно ничем не спровоцированы и не следовали ни из каких наблюдений или даже мысленных экспериментов, которые имелись в распоряжении научного мира. Если квантовая теория рождалась как ответ на аналитику статистической физики Больцмана и необходимость объяснять экспериментальные данные, то Теория относительности выскочила просто из ниоткуда. Несомненно, это ярчайший пример озарения в истории человечества.
Итак, что мы имеем с блондинками. Скорость космического корабля, как и любого другого корабля в нашем понимании спидометра, равна, например, пятьсот миллионов километров в час. Это все еще далеко от скорости света, которая равна примерно миллиарду километров в час, но к такой величине надо привыкать постепенно. Сейчас важно то, что все автомобилисты знают слово спидометр и понимают, что скорость измеряется расстоянием, пройденным в единицу времени – например, 100 километров в час.
Блондинка на Земле: эгей, подруга, я вижу как свет в спа-салоне твоего космического корабля летит со скоростью света плюс скорость твоего круизного лайнера, то есть лучик света у тебя летает со скоростью полтора миллиарда километров в час, прикинь, какая я умная!
Блондинка в космосе: ты что-то путаешь, все у меня летает, как и летало, вообще все нормально!
На самом деле, блондинка на Земле будет видеть совсем не ту картину, которая описана выше. Она будет видеть, как подруга на круизном лайнере все делает очень-очень медленно. Если бы блондинка с Земли в гипотетическом пузыре своего пространства-времени вдруг оказалась там, то она бы как Флэш носилась по этому космическому кораблю среди почти неподвижных туристов. Технически, мы берем скорость света и говорим – не имеет значения, что там у вас происходит, но скорость света не может быть другой – баста, дальше кувыркайтесь как хотите. Скорость у нас состоит из двух компонентов – километры поделить на часы. И если километраж у нас вдруг оказался 200 километров, а мы знаем, что скорости больше 100 километров в час не бывает, то что мы делаем? Да мы просто вместо одного часа берем два, чтобы получить нужный результат скорости. То есть чисто математически получаем эффект замедления времени, поскольку один час проходит как два. Или аналогично сплющиваем расстояние. На самом деле, в природе происходит и то, и другое. И не в прямой пропорции, а через преобразования Лоренца. Сегодня очень точные измерения в астрономии многократно экспериментально подтвердили релятивистские эффекты. Но как до этого додумался Эйнштейн?!!! Вот что самое невероятное! Как?!!! Сам по себе факт этого озарения говорит о невероятной и волшебной связи Божественной вселенной и человеческого разума.
Но вот что необходимо дожать в озарении Эйнштейна. Сегодня скорость света трактуется просто как релятивистская константа. Возможно я ошибаюсь, потому что не способен понимать современные публикации из мира физики, но вот что хочется сказать старшим школьникам и студентам:
- Дети, скорость света в вакууме, это не коэффициент пропорциональности наподобие гравитационной постоянной, это вообще не константа, это просто скорость. Она достигает своего максимума в вакууме и может быть меньше в оптической среде, например, в стекле, воде или воздухе. Дело вообще не в скорости света, она просто маркер. Просто во Вселенной существует глобальный закон сохранения пространства-времени, подобный закону сохранения энергии. И в соответствии с этим законом сохранения, пространство-время трансформируется таким образом, чтобы ни один наблюдатель, ни в какой точке Вселенной не смог измерить скорость больше, чем скорость света в вакууме. И из этого выводится вся математика и делаются практически полезные расчеты Теории относительности: скорость - это пространство, поделенное на время.
Теперь подумайте вот еще над чем. Чисто технически «пробить» скорость света для Вселенной не представляет проблемы. Для этого достаточно направить массивный объект ровно в центр черной дыры. Если она в три миллиона раз массивнее нашей Земли (это прямо очень маленькая черная дыра), то ускорение свободного падения там будет тридцать миллионов метров в секунду за секунду. То есть свободно падающее тело там за одну секунду пробьет световой барьер. Или не пробьет, если не будет нарушать вышеупомянутый закон сохранения пространства-времени. Но что тогда должно произойти? Потому что сам факт существования сверхмассивных тел, как гигантских гравитационных ускорителей, говорит о том, что у нас с завидной регулярностью во Вселенной должны появляться объекты с чудовищной инерционной массой. Может это и есть какая-нибудь темная материя, которую все ищут, не суть важно. Давайте посмотрим на невероятное озарение Джорджа Лукаса в «Звездных войнах». Его космические корабли уходя на гипердрайв не испытывают никой перегрузки – очевидный признак набора скорости за счет свободного «падения» в гравитационном поле. И потом, «пробивая» световой барьер, они исчезают из нашего пространства-времени. Их просто тут нет. Закон сохранения не нарушен, в нашем пространстве-времени по-прежнему нет никаких объектов, которые быстрее скорости светаJ))). Я ни на что не намекаю, но если вы вспомните ничем не мотивированное утверждение Эйнштейна о постоянстве скорости света, то невольно посмотрите на технологию Джорджа Лукаса немного иначе. Может это тоже такой намек Вселенной? Потому что с точки зрения физики и логистики путешествий по Вселенной, технологии, показанные в первых эпизодах «Звездных войн» прекрасны до гениальности.
Теперь второе озарение Эйнштейна, знаменитая формула «Е равно эм-це-квадрат». До боли напоминает обычную формулу кинетической энергии. Возьмем отсюда массу, разделим ее на две части. Одна половинка состоит из материи, вторая из антиматерии. Соединяясь, они превращаются в свет. То есть полкило материи, плюс полкило антиматерии, равно килограмм фотонов, который, разумеется, летит со скоростью света. То есть это некоторая формула кинетической энергии аннигиляции. Она же нам говорит о том, что большей энергии у материи быть не может, ну, потому что скорость света это максимум. Опять-таки с подозрением смотрим на сверхмассивные объекты и понимаем, что что-то здесь может быть не то. И тут опять гениальный, и чисто технический ход – чтобы исключить всякие подозрения, что гравитация может дать какую-то большую энергетику, чем «Е равно эм-це-квадрат», мы ее вообще исключим из этой категории и назовем искривлением пространства! И это работает! Класс!!! J).
Повторимся – на сегодняшний день науке неизвестны факты опровергающие Теорию относительности, и есть много экспериментальных данных ее подтверждающих.
