С тех пор, как искусственные спутники и космические корабли начали бороздить небо, в редакции газет и журналов все чаще стали приходить письма со странными вопросами: «Можно ли лететь со скоростью света?», « Может ли человек долететь до звезд, отстоящих от нас на сотни световых лет, и вернуться обратно?», « Удлинят ли космические полеты человеческую жизнь?»
Любопытно, что не фантасты, а солидные ученые дают на эти вопросы самые невероятные на первый взгляд ответы.
По-разному звучат ответы на эти вопросы, но одно выражение в них неизменно повторяется: теория относительности. Что же это за «чудодейственная» теория, которая дает человеку чуть ли не эликсир бессмертия? И справедлива ли она? Подкреплена ли практическими доказательствами - этим высшим критерием истинности любого утверждения?
Среди людей, далеких от физики, название теории Эйнштейна обычно вызывает смутную мысль, что речь идет о том, что все в мире относительно. В действительности здесь подмечается не столько относительное в природе (известное и ранее), сколько абсолютное. Все началось с открытия постоянства скорости света в пустоте. Не получи ученые бесспорного экспериментального доказательства того, что свет распространяется во все стороны с одной и той же скоростью, иначе говоря, имеет характер чего-то абсолютного, не была бы создана и « магическая» теория.
И еще вопрос. Не правильнее было бы сказать: не « теория относительности», а « теория абсолютности»?...
Впрочем, разберемся во всем подробнее.
Стоя на палубе корабля во время штиля, пассажир без труда ответит на вопрос: движется корабль или стоит на месте? Для этого не надо искать берег или прислушиваться к рокоту машин. Когда судно идет вперед, оно гонит перед собой волны. А волны за кормой при этом быстро убегают назад. Измерив разницу в скорости распространения волн вперед и назад, можно было бы даже вычислить скорость корабля. Если разницы не будет, значит, нет и поступательного движения.
Точно так же на самолете. Звуковые волны распространяются во все стороны от работающего мотора. Легко сообразить, что в направлении полета звук бежит гораздо медленнее, чем в обратном направлении. Если же самолет летит со звуковой скоростью, то звук вообще не будет опережать самолет.
А почему бы не применить такой же метод для определения абсолютной скорости полета нашей собственной планеты в мировом пространстве? Там нет водной стихии. Там нет и воздушного океана. Межзвездное пространство - почти идеальный вакуум. Но в это пространство можно послать два луча света в различных направлениях: в сторону движения Земли и в противоположную сторону. А потом измерить скорость света в обоих направлениях. Разница даст нам скорость движения Земли во Вселенной.
Примерно так рассуждал в конце прошлого столетия американский физик А. Майкельсон. Он прекрасно знал, с какой скоростью движется наша планета вокруг Солнца. Но его интересовало другое. « Солнце движется относительно других звезд нашей Галактики, - говорил он. - Но ведь и Галактика, надо думать, движется по отношению к другим звездным системам. Движения эти складываются. С какой же скоростью летим мы на своем естественном « космическом корабле» - планете?»
И вот Майкельсон поставил опыт. Он построил очень сложную и безукоризненно точную оптическую систему, плавающую в ртути, для измерения скорости света. Во время проведения опытов далеко вокруг было остановлено всякое движение, чтобы случайные вибрации почвы не исказили результатов.
Весь ученый мир напряженно ожидал результатов опытов. И эти результаты оказались совершенно потрясающими. Оказалось, что скорость света во все стороны была одна и та же: около трехсот тысяч километров в секунду. Движение Земли - порядка тридцати километров в секунду-не оказывало на распространение света никакого влияния.
Опыты были повторены многократно. Последний раз их ставили в 1959-1960 годах американские физики Таунс и Седерхольм. Вместо обыкновенного света они использовали микрорадиоволны.
А результаты во всех случаях говорили об одном и том же: свет распространяется во все стороны от наблюдателя с одной и той же скоростью. Значит, распространение света, или, скажем точнее, электромагнитных волн, чем-то принципиальным отличается от распространения волн в воде или в воздушной стихии. В чем же дело? Почему это так? И что отсюда следует?
Создатель теории относительности - и первой ее части (специальной теории относительности) и второй (общей теории относительности, она же теория тяготения) - знаменитый физик Альберт Эйнштейн, умерший в 1955 году в Америке, не искал причины этого явления. Он просто принял его за принцип и сопоставил с другим, ранее известным принципом относительности механического движения.
Нетрудно видеть, что оба принципа противоречат один другому.
Пассажир разгуливает по палубе теплохода, держа в руках электрический фонарик, и получается парадокс: согласно одному положению, пассажир движется с различными скоростями по отношению к теплоходу, к берегу, к Солнцу; по другому положению, луч света от его фонарика струится с одной и той же скоростью по отношению и к палубе, и к берегу, и к Солнцу.
В 8-м номере читайте о нашем гениальном ученом Михаиле Васильевиче Ломоносове, об одном любопытном эпизоде из далеких времен, когда русский фрегат «Паллада» под командованием Ивана Семеновича Унковского оказался у берегов Австралии, о музе, соратнице, любящей жене поэта Андрея Вознесенского, отметившей в этом году столетний юбилей, остросюжетный роман Андрея Дышева «Троянская лошадка» и многое другое.
Заместитель министра и рабочий отвечают на вопросы «Смены»