Техника - молодёжи 1960-06, страница 14

ПАРАДОКСЫ

М. ширрков, профессор, В. БРОДОВСКИЙ, аспирант

ВНАЧАЛЕ нашего века были открыты новые свойства времени, поражающие своей парадоксальностью.

Парадоксом называют то, что кажется странным и неожиданным, но что может быть как истинным, так и ложным. В отношении свойств времени нужно понимать это слово в его первом смысле.

Новые свойства времени в основном заключаются в следующем.

Быстрота течения времени в материальном теле или системе материальных тел зависит от скорости их движения. В движущихся телах материальные процессы протекают медленнее по сравнению с такими же процессами в телах покоящихся.

Вблизи массивных тел с большими полями тяготения, как, например, около Солнца, материальные процессы протекают медленнее, чем такие же процессы вблизи тел меньшей мессы, как, например, у Земли.

Две кратковременных процесса, например две вспышки света, происходящие в разных местах и протекающие одновременно в движущейся системе тел, будут протекать в разные моменты времени е другой, покоящейся системе.

В виде примера к первому иэ этих положений рассмотрим ход времени в будущем космическом корабле, который большую часть своего пути проходит со скоростью, близкой к скорости света. Сперва отметим, что время в движущихся телех_ замедлится во столько раз, во сколько раз

1— ^меньше единицы (V—скорость движущегося тела, с 300 тыс. км/сек — скорость света в пустоте).

Отсюда видно, что для того чтобы замедление времени а движущихся телах было заметным, необходимо, чтобы скорость V была близка к скорости света. Так, например, если скорость космического корабля =» 0,99995 с, то простой расчет помазывает, что время на космическом корабле будет протекеть медленнее в 100 раз. Такой космический корабль совершит свое путешествие до одной из ближайших к нам звезд — Веги и обратно приблизительно за 54 года по земному времени. А так как время в космическом корабле течет в 100 раз медленнее, то длительность путешествия ко-ребля по чесам, находящимся в самом корабле, будет в 100 раз меньше и составит немногим более полугода.

Как понимать более медленное течение времени по сравнению с течением времени на Земле?

Всякий знает, что время измеряется часами. Но что такое часы? В принципе ими может быть любое тело, в котором происходит какой-либо периодический процесс. Например, для первобытного человека часами служили Луна и Солнце, периодическое движение которых на видимой небесной сфе^ ре позволяло человеку измерять время. Именно отсюда и возникли единицы времени — сутки, месяц, год. В часах с маятником периодическим процессом являются колебания маятника, а в пружинных часах — колебания балансира (колесика с пружинкой). *

Сказанное дает нам возможность пояснить замедление времени в движущихся телах на примере космического корабля. Это замедление нужно понимать в том смысле, что часы совершенно одинаковой конструкции на Земле и на корабле идут по-разному. Часы на корабле эа время его

V

Длительность времени зависит от скорости тела. Чем быстрее движется снаряд, тем длиннее на нем секунды. Человек, от-правившийся в космическое путешествие на ракете, летящей со скоростью, близкой к скорости света, будет значительно моложе своих сверстников, которых он оставил на Земле.

смжп

я*

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ -ВРЕМЯ

В|Р£МЯ... Человек с блвгоговениеы взирает на его неукос-ннтельный и равномерный поток, увлекающий все существующее. Мы строим свою жизнь в его движении и осуществляем в нем прекрасные дела, достойные далеких потомков. Мы научились в дымке будущего предвидеть плоды своих трудов и выращивать те из них, которые нас привлекают. Но мы не влвстны изменить течение времени. Абсолютно неизменным, не зависящим от внешней обстановки, движущимся лишь вперед представляется оно людям издревле.

Что же говорит о времени современная наука? Или взгляды на неизменность времени не переменились с прогрессом естествознания?

Оказывается, вто не так. Представления о времени так же претерпевали эволюцию, как и многие другие представления физики.

Основное положение диалектического материализма о том, что время и пространство — формы существования материи, — не только было вновь блестяще подтверждено наукой, но получило еще более глубокое освещение. В отличие от того, что признавалось ранее—независимость времени от пространства и от материн. — сейчас физика в полном соответствии с философией марксизма-ленинизма считает, что время и пространство тесно связаны с материей и друг с другом.

Современная наука установила, что на движущихся телах время движется медленнее, чем на неподвижных На Солнце н на других массивных телах секунды длиннее, чем секунды на Земле. Два процесса, одновременных в одной системе тел, неодновременны в системе тел, движущихся по отношению к первой. Подробнее об втих парадоксах времени рассказано в статье профессора М. Широкова и аспиранта В. Бродовского.

Когда нерушимое единство пространства и времени было подтверждено и стало краеугольным камнем физики, идеалисты разных мастей сразу заявили, будто наука доказала ре-

путешествия от момента старта до возвращения на Землю покажут время в 100 раз меньшее, чем земные часы.

Но часами, вообще говоря, может быть и живой организм. Сердце человека можно уподобить маятнику или балансиру часов. Замедление времени, показываемое часами космического корабля, имеет место и во всех других телах, находящихся на корабле, а том числе и в организмах самих путешественников. Поэтому у пассажиров космического корабля сердце совершит меньшее число биений, чем у земного жителя, при одинаковых биологических данных обоих организмов.

В силу сказанного может иметь место следующий случай, кажущийся совершенно неправдоподобным. Пусть один иэ путешественников космического корабля в момент старта с Земли имел возраст 30 лет. В нашем примере путешествие корабля до звезды Веги и обратно по земным часам длилось примерно 54 года, а по часам в корабле всего лишь полгода. Если путешественник, покидая Землю, оставил только что родившегося сына, то по возвращении его сыну исполнится 54 года, в то время как самому путешественнику будет 30 с половиной лет.

Почему мы не обнаруживаем парадоксов времени в обычной жизни? Потому что замедление времени в движущихся земных телвх невелико вследствие малой скорости движения по сравнению со скоростью света. Действительно, даже при скоростях порядка 3 км/сек, значительных в обыденных условиях, процессы в движущихся телах замедляются лишь на половину десятимиллиардной их длительности. Это, конечно, не может быть обнаружено и евмыми точными приборами. Естественно, что человек в повседневной жизни и в технических процессах не замечает замедления времени в движущихся телах: он привык к медленным относительным движениям и не привык к быстрым. Поэтому возможность

>ШМ1