Взгляд на жизнь с другой стороны
Шрифт:
В специальной теории относительности рассматриваются только инерциальные системы отсчета, т. е. такие, в которых выполняется закон инерции и скорость света в вакууме является универсальной постоянной.
Постулаты теории относительности
Первый постулат: законы физики имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета. Это обобщение принципа относительности Ньютона на законы не только механики, но и всех других областей физики, носит название
Второй постулат: свет распространяется в вакууме с определенной скоростью c, не зависящей от скорости источника или наблюдателя. Согласно специальной теории относительности (СТО) скорость света в вакууме является абсолютной величиной, а такие абсолютные с точки зрения классической механики Ньютона понятия, как длина и время, стали относительными.
Релятивистский закон сложения скоростей: если в неподвижной системе отсчета скорость тела и скорость движущейся системы отсчета направлены по одной прямой, то:
где u – скорость движения тела в движущейся системе отсчета; v – скорость движущейся системы K относительно неподвижной системы K; u– скорость тела относительно неподвижной системы отсчета K(рис. 1).
Релятивистское замедление времени
Если t0 – интервал времени между двумя событиями, происходящими в одной и той же пространственной точке, неподвижной относительно системы K', а t – интервал времени между этими же событиями в системе K, то
где c – скорость света в вакууме. Время t0, отсчитываемое по часам, покоящимся относительно данного тела, называется собственным временем. Оно всегда меньше времени, измеренного по движущимся часам: t0 < t.
Релятивистское сокращение длины
Если l0 – длина расположенного вдоль оси x стержня в системе K, относительно которой он покоится, а l – длина этого стержня в системе K, относительно которой он движется вдоль оси x со скоростью v, то:
Поперечные размеры движущегося стержня не изменяются. Линейный размер
К этому еще можно добавить, что знаменитую формулу Эйнштейна, известную всем как E=mc2, правильней писать в дифференциальной форме:
dE = dmc2
Тем, кто немного знаком с математикой, из этого очевидно, что в некоторых условиях, переменной и относительной становится не только время и пространство (длина в контексте отрывка), но и масса одного и того же тела. Вот так вот, вроде бы, всё можно рассчитать и объяснить, но есть два огромных «но»:
Давайте забудем о том, что вся теория относительности висит на весьма сомнительных постулатах (приведены в отрывке), будем считать её абсолютно верной, но:
1. Действительна-то она только на скоростях близких к скорости света! Применить её можно либо на мифических фотонных космических кораблях, либо на элементарных частицах в микромире.
2. Законов инерции теория не отменяет, это прямо указано в преамбуле отрывка. Школьные учителя объясняют это на некорректном, но наглядном примере. Если космонавт в невесомости ударится об стенку со сколько-нибудь значительной скоростью, он получит преогромную шишку, потому что, хоть он и не весит ничего, а сила инерции остается прежней.
А я-то оба раза приземлился очень мягко и не только шишек не имел, но даже зачатков боли не почувствовал. И это еще не всё. Для того, чтобы скакнуть от мотоцикла, прямо с сиденья на десять метров в сторону нужна большая сила, а значит нужно замедление времени, правильно? Ведь импульс силы обратно пропорционален квадрату времени, а что нужно для того, чтобы мягко приземлиться? Совершенно наоборот – время должно ускориться до невозможности, чтобы уменьшить массу почти до нуля! И всё это сразу, в одном флаконе.
И самое главное даже не в этом, а в том, что любые формулы применимы ко всей системе целиком, будь то космический корабль или молекула этилового спирта, где не может один атом подчиняться только законам Ньютона, а другой только правилу Буравчика, хотя это и самая пьяная молекула в мире. А со мной что получается? Время-то и всё остальное, соответственно, меняется только для меня и только на тот момент, когда это необходимо!
Что это, если не чудо, в обыденном понимании? И совершенно не имеет значения, сделал это я сам, какими-то, непонятными самому себе, экстремальными возможностями, или кто-то другой, наблюдающий за мной со стороны.
Вспомнил, кстати, анекдот на эту тему. Не могу не поделиться:
Поспорили христианин с иудеем, у кого религия чудесней. Христианин рассказал историю про Николая чудотворца:
– Представляешь, – говорит, – Помолились люди Богу и случилось чудо. На всем океане буря и шторм, а вокруг корабля тишь да гладь. Все спаслись.
– Это что, – отвечает иудей, – Вот со мной был случай! Иду я по Хайфе, недалеко от порта, суббота, делать ничего нельзя и вдруг вижу – бумажка в десять шекелей валяется! Как быть? Нагибаться нельзя – шабат! Взмолился я, помоги Всевышний! Он меня услыхал и тут же совершил чудо. Не поверишь! По всему городу суббота, а прямо вокруг меня – пятница! Нагнулся спокойно, поднял бумажку и пошел. А ты говоришь…