Бегство от удивлений. книга для юных любителей физики с философским складом ума - Анфилов Г.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Прыжки вича
Ради большей ясности сейчас будут повторения сказанного в видоизмененных вариантах и пояснения с помощью упрощенных диаграмм.
Начало координат мира пространства — времен» устанавливаем на камне в момент времени t = 0. Пространство принимаем одномерным, то есть учитываем единственное пространственное измерение — ось X (ее направим вниз, не рисуя). Где-то на ней центр масс и начало мировой линии Земли. Диаграмма ньютоновского мира в этом случае такова:
Ось времени — прямая как стрела. Мировая линия камня согнута. Черными стрелками изображена сила тяготения, без />ее в классике не обойтись.
А вот диаграмма той же последовательности событий с точки зрения Эйнштейна — Минковского:
Ось времени камня пригнулась к мировой линии Земли. И не требуется никаких сил тяготения.
Конечно, камень не обязательно просто ронять. Его можно как угодно подбросить. И система отсчета может как угодно двигаться относительно Земли и камня. Все равно он будет лететь по инерции вдоль осей времени
242 или геодезических линий мира, искривленного массой планеты. С точки зрения старой механики Ньютона, это представится движением под действием силы тяжести.
Вот, например, график движения мяча, который сначала был отпущен с полуметровой высоты, упал, ударился о землю, подпрыгнул вертикально вверх и т. д.
О
В каждом прыжке мяч находился примерно секунду. За это время в пространстве он пролетал метр. А во времени?
На диаграмме Минковского масштаб времени множится на скорость света, то есть каждая секунда приравнивается к тремстам тысячам «километров». Такой гигантский «путь во времени» и проделал наш мяч, пока прыгал на полметра вверх и вниз в пространстве. Отклонение геодезической линии мяча от евклидовой прямой, таким образом, составляло на диаграмме пять десятитысячных долей сантиметра на «километр времени».
Повторю еще раз: разумеется, никакого «километра времени» на самом деле нет — он есть только на графике движения, где время, ради формального удобства, выражается в единицах длины.
Но цифра, которую мы выудили из графика Минковского, хорошо демонстрирует ничтожность искривления диаграммы мира массой Земли у ее поверхности. И именно эта неуловимо крошечная кривизна пространства — времени полностью объясняет зримое, весомое, ежеминутно творящееся на наших глазах чудо падения. Фигурально выражаясь, происходит оно потому, что уж очень быстро мы и все окружающее мчимся в будущее. Масштаб на оси времени диаграммы множится на скорость света! Поэтому несмотря на малость деформации пространства — времени микроскопическое искривление четырехмерной геодезической линии движения мяча мгновенно накапливается в величину заметную и ощутимую.
Вот одно не очень удачное сравнение.
Я смотрю из идущего поезда на тележку, катящуюся рядом по колее, которая круто сворачивает к колее поезда. Пусть я не чувствую, что движусь, что мчится
243 вперед тележка, не замечаю рельсов. Я вижу одно: тележка ускоренно приближается. «Падает» на поезд!
Аналогия, правда, неточная: поступательный ход поезда и тележки уподобляется бегу во времени, а это условность.
Вообще надо помнить: наш реальный мир — не диаграмма. Условная четырех-мерность мира — лишь математический прием, позволяющий «начертить» то, что время и пространство связаны и подчинены влиянию вещества.
Вес—сила инерции
Еще одно замечание — про вес. Что же такое тяжесть камня, если нет дальнодействующей, «проникающей сквозь пустоту», «таинственной», «божественной» силы тяготения?
В самом начале этой книжки мы с вами предположили: тяжесть есть давление камня на опору, и только.
Теперь это предположение подтверждается: вес предстает перед нами как давление камня на опору, которая не дает ему двигаться свободно по геодезической линии.
Другими словами, вес—не что иное, как сила инерции. Подобной силой действовал бегун на дорожку .ста-, диона олимпийской карусели или похищенная Людмила— на пол ускорявшейся ракеты Черномора.
А теперь я сижу и силой инерции давлю на стул, который не позволяет мне по инерции улететь к центру планеты. И яблоко прикладывает силу инерции к ветке яблони, на которой висит. Знал бы это Ньютон!
Видите: благодаря открытой Эйнштейном кривизне пространства — времени сила тяжести сведена к силам инерции в совершенно земных, совсем не фантастических событиях.
И этот факт, честное слово, удивительнее самой экзотической литературной небывальщины. Часть четвертая УДИВЛЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ
Глава 2 5. ПОВИНОВЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНУ Дьявольоний снепоио
Если бы я снова допустил на наши страницы дьявола (того, что в конце шестой главы умудрился устроить всемирную катастрофу путем ликвидации удивительности мира), он, быть может, начал бы провокационную болтовню вроде такой:
— Ну и чего вы добились? Маленького изменения в чертеже диаграммы движения, всего-навсего. А какой ценой! Относительность пространства и времени, кривизна мира, метрические коэффициенты, которые вы не сумели даже рассчитать,— фу-ты, ногу сломишь в этом беге! И все это ради единственного результата — изгиба диаграммы Минковского. Чепуха! Пустяки! Никакой практической пользы!
