Техника - молодёжи 1960-06, страница 17

мамм водорода и подтвердили правильность формулы замедления времени в движущихся телах в Л/ \ — ^ р_в,

Другим подтверждением зтого замедления времени являются опыты по наблюдению времени «жизни» особых элементарных частиц, называемых мю-меэонеми, которые могут двигаться со скоростями, соизмеримыми со скоростью света. Эти частицы при малых скоростях движения существуют около одной миллионной доли секунды, распадаясь затем на две другие частицы —< электрон и нейтрино.

В атмосфере насыщенного пара в специальном приборе — камере Вильсона мю-меэоны деют туманные следы («треки»), по длине и кривизне которых в магнитном поле определяют время жизни этих частиц. Было установлено, что быстрые мю-мезоны имеют ббльшее еремя «жизни» по сравнению с покоящимися (точнее — медленно движущимися) мезонами в соответствии с формулой замедления времени, даваемой теорией относительности.

Вспомним теперь наш пример с сыном, который оказался старше своего отца, совершившего космическое путешествие. По аналогии с сыном, покоящийся мезон «состарится» и закончит свое существование, в то время как движущийся мезон будет еще жить.

Замедление времени в сильных полях тяготения должно проявляться в том, что атомы, находящиеся на поверхности Солнца или звезд, будут испускать свет меньших частот, чем атомы того же вещества на поверхности Земли. Образно говоря, одинаковые атомные часы на поверхности Солнца (звезды) и Земли будут иметь резный ход: солнечные или звездные атомные часы будут идти медленнее земных атомных часов. Это проявится в смещении спектрельных линий данного атома на Солнце или звезде к кресному концу спектра по отношению к соответствующим линиям такого же атома на Земле. Эффект этот носит неэвание «гравитационного красного смещения».

Для атомов на Солнце величина красного смещения лежит на границе точности измерения спектральных изменений. Однако это красное смещение удалось наблюдать на одном из спутников Сириуса ввиду его большой плотности, обуславливающей сильное поле тяготения на его поверхности.

В связи с запуском искусственных спутников Земли и начавшимся штурмом космоса возникает вопрос: нельзя ли уже в настоящее время или в ближайшем будущем обнаружить релятивистские, то есть вытекающие из теории относительности, изменения времени, обусловленные космическими скоростями спутников и рекет и уменьшением поля тяготения при удалении их от поверхности Земли? Уменьшение поля тяготения должно приводить к сокращению временных промежутков, то есть к тому, что чесы на спутниках будут идти быстрее, чем на Земле. Практически это проявится в смещении спектральных линий в «фиолетовую» сторону, то есть вызовет «гравитационное фиолетовое смещение».

Можно ли наблюдать подобное в действительности?

Для ответа не этот вопрос необходимо оценить возможности техники измерения частоты. Точность измерения времени при помощи атомных часов в настоящее время сильно возрастает благодаря применению редиотехники и радиоспектроскопии. Эти методы уже делают возможным измерить изменения частот атомных часов, обусловленных изменением интенсивности поля тяготения Земли на высотех

Поле тяготения «притормаживает» время. Это кажется невероятным, но это факт. Вблияи Солнца и массивных звезд время идет медленнее, чем на Земле или на Луне.

1 Км/ СЕК

В мире Ньютона. то есть «обыкновенных явлений», действует классический закон сложения скоростей. Если самолет удаляется от пулемета с той же скоростью, с какой летит пуля. то пуля будет неподвижна по отношению к самолету. Для самолета, движущегося к пулемету, скорость пули удвоится. Удивительным свойством природы является то. что классический закон сложения скоростей недействителен для света. Электромагнитные колебания распространяются со скоростью около 300 тыс. км/сек. независимо от движения источника колебаний.

ШВВШ6Р ш 300 000 к/и/сек

00000

090900

порядка сотен и тысяч километров, то есть на высотах, не которых ресположены орбиты искусственных спутников Земли. Столь же высокая точность очень близка к той, которая необходима для измерения релятивистского замедления хода атомных часоа на спутниках и ракетах вследствие движения их с космическими скоростями. Таким образом, запуск искусственных спутников и космических ракет приблизил возможность обнаружения опытным путем релятивистских изменений времени в движущихся телах и полях тяготения.

Нужно, однако, отметить, что возникающие здесь трудности все еще велики. К числу последних прежде всего относится маскировка релятивистских изменений частот обычным эффектом Доплера вследствие движения спутника или космической ракеты по прямой, соединяющей ее местонахождение и место наблюдения.

Парадоксальные свойства времени, открытые современной физикой, существуют в действительности и подтверждаются многочисленными прямыми и косвенными опытами и наблюдениями в атомной физике и астрономии. В связи с этим нельзя не вспомнить замечательных слов из ленинского труда «Материализм и эмпириокритицизм»:

«Человеческие представления о пространстве и времени относительны, но из этих относительных представлений складывается абсолютная истина, эти относительные предстев-ления, развиваясь, идут по линии абсолютной истины, приближаются к ней».

Больше скорость — меньше время.

Рис. Л. Теплоеа