100 великих парадоксов - Рудольф Константинович Баландин
Для объяснения в книге профессора А.Д. Чернина «Физика времени» (1989) и в других работах приведён мысленный эксперимент. Наблюдатель стоит на платформе, а пассажир в поезде, проносящемся мимо, стоит в вагоне, где фонарь посылает свет вниз, на зеркало, которое отражает луч.
Для пассажира путь света от фонаря A к полу B и обратно будет равен удвоенной высоте вагона 2L.
Иное увидит неподвижный наблюдатель. Пока двигался луч, поезд проделал путь V/t = S. Наблюдатель увидит, что луч шёл наклонно от А к точке В', удалённой от В на расстояние S, и отсюда также по наклонной отправился вверх к точке А', удалённой от А на 2S.
По часам наблюдателя за время t свет проделал путь больше, чем 2L. Для пассажира свет прошёл два катета, а для наблюдателя – две гипотенузы. Но если скорость света неизменна, то с позиции наблюдателя время в поезде идёт медленнее, чем на платформе.
А.Д. Чернин сделал вывод: «Время между двумя событиями, измененное из разных систем отсчёта, оказывается, таким образом, различным. В той системе, где сами эти события произошли, время между событиями меньше, чем в другой системе, которая движется относительно неё и из которой наблюдают те же события».
Увы, мнимое явление выдано за реальность.
Итак, наблюдатель отметил: путь луча в вагоне длинней, чем видит пассажир. Почему так получилось? Подумав, он поймёт: на видимую траекторию луча влияет движение поезда. Не может время в вагоне растягиваться, это не резина! Наблюдателю кажется, что свет проделал более длинный путь с увеличенной скоростью.
Наблюдатель не отличает кажущиеся события от объективных. Его не интересует реальность, отвлекающая от математических манипуляций.
Полет в Космос сделал одного из близнецов моложе своего брата
Повторим опыт с изменёнными условиями. Пассажир стоит спиной к движению; свет от фонаря направлен не вертикально, а под углом против движения поезда. Луч ударяется в зеркало, отстоящее от вертикали (точка В1) на расстояние S к точке В'', где лежит зеркало, и отражается под тем же углом в точку А'' на потолке.
Поезд проносится мимо наблюдателя. Пассажир включает свет, который идёт наклонно (по двум гипотенузам). Пока двигался луч, поезд проделал путь V/t = 2S. Наблюдатель на платформе увидит, что луч ударился и отразился точно по вертикали (по длинному катету).
С позиции наблюдателя свет в вагоне затратил меньше времени, чем с позиции пассажира. Получилось, будто время в вагоне шло быстрей, чем на платформе! Пассажир будет стареть быстрей, чем стоящий на земле.
Опыты проводились лишь с некоторыми изменениями условий эксперимента, а результаты получились прямо противоположными. В первом случае время в вагоне было замедленным, а во втором – ускоренным. Вывод ясен: и то и другое не более чем иллюзия.
Эти два опыта доказывают: время в вагоне и на платформе одно и то же, измеряемое в принятых условных единицах.
«Замедленное» или «ускоренное» время в вагоне – иллюзия наблюдателя, который находится в определённом положении по отношению к движущемуся поезду.
Ещё один вариант опыта. На платформе установлен прибор такой же, как в поезде. Теперь наблюдателем стал пассажир поезда, а опыт со светом проделывает человек на платформе. В таком случае, как пишет А.Д. Чернин, мы получим «в точности те же сообщения, только теперь они поменяются ролями», ибо «“полевая” лаборатория покоится только относительно поля, но движется относительно поезда».
Это уже парадокс парадокса! Где это видано, чтобы поле, на котором стоит платформа с лабораторией и по которому проложены рельсы, находилось в движении, тогда как поезд оставался неподвижным?!
Для придуманной схемы нет разницы, движется ли поезд мимо платформы, или платформа, стоя на земле, движется мимо поезда. Такая безумная аналогия призвана доказать теорию относительности!
Однако движется именно поезд, на что тратится энергия. Человек, спрыгнув с платформы перед идущим поездом, погибнет. Пассажиру, вздумавшему на ходу выйти из вагона на платформу, не поздоровится, но шансов остаться в живых у него больше. Попасть под поезд, это не то что сойти с него.
Глядя с платформы на окна проносящегося мимо вагона, мы видим лица пассажиров как бы растянутыми по ходу движения. Наблюдатель-теоретик может утверждать, что пространство поезда растянуто по отношению к неподвижному пространству платформы. Не обременённый излишком знаний человек на платформе сообразит, что так ему показалось. Он даже и соображать не будет: это сделает за него подсознание, откорректировав восприятие движения.
Итак, мысленный опыт с поездом доказывает: астронавт в ракете не станет моложе, ибо замедление времени в ракете мнимое. Он живёт, старея, в том же реальном времени, что и на Земле.
Согласно общей теории относительности, при огромных ускорениях (при огромной силе гравитации) часы замедляют ход. Из этого делается вывод, что близнец в ракете, испытывая такие перегрузки, должен стареть медленней, чем его брат на Земле.
Увы, такие перегрузки способны сократить жизнь астронавта или любого живого организма до минимума.
…В теории относительности время обретает способность «растягиваться», в зависимости от того, где находится наблюдатель и с какой скоростью движется наблюдаемая им система с таким «растяжимым временем». Кажущийся, наблюдаемый в мысленном эксперименте «эффект» предлагается считать реальным.
Когда мы следим за летящим на большой высоте самолётом, он видится нам крохотным, а его скорость кажется меньше, чем у пролетающей над нами вороны. Разве от этого изменилось пространство и время для пассажиров самолёта?
Мы примерно знаем размеры самолёта, его скорость и на какой он высоте. Человек, не знающий ничего о самолётах, увидит в небе летящую невысоко мошку, оставляющую за собой белый след. В древности, например, все были уверены, что луна, планеты и звёзды находятся немногим выше облаков.
…При передаче и приёме сигналов от космических ракет надо вносить поправки, предполагаемые теорией относительности. Это не означает, будто в ракете изменился ход времени, а теория верна. Изменение именно относительное, а не абсолютное, кажущееся наблюдателю при определённых условиях опыта.
В специальной теории относительности используется формула Хендрика Лоренца, показывающая сокращение длины тела в направлении движения, заметное при скоростях, приближающихся к скорости света. Из этого Эйнштейн сделал вывод об относительности пространства. Однако искривление пространства и времени – эффект информационный, а не материальный. Это видимое, наблюдаемое искривление, которое зависит от скорости передачи и приёма сигналов.
Наблюдатель видит сокращение тел, движущихся при высоких скоростях, потому что именно тогда сказываются искажения в передаче сигнала. Если тело будет двигаться со скоростью света, световой сигнал его «не догонит», оно выйдет из зоны коммуникации.
…В книге «Эволюция физики» (1954), написанной А. Эйнштейном совместно
