Читать «Религия и наука: история и современность» онлайн - страница 209
Иен Барбур
Таким образом, пространство и время не независимы друг от друга, а объединены в пространственно-временной континуум. Разделение двух событий в пространстве варьируется в зависимости от наблюдателя, временное разделение также варьируется, однако обе эти вариации определенным образом соотносятся друг с другом. Разные наблюдатели по-разному «видят» пространственные и временные измерения пространственно-временного интервала, имеющего четыре измерения, однако каждый из них может вычислить, что именно видит другой наблюдатель. Существуют правила перевода в эквивалентные взаимоотношения в другой системе координат.
В 1915 г. Эйнштейн, в развитие своих предыдущих идей, предложил общую теорию относительности, в которую была включена и гравитация. Он писал, что наблюдатель, находящийся в лишенном окон подъемнике или космическом корабле, не может отличить действие гравитационного поля от действия ускоренного движения. Отсюда он заключил, что сама геометрия пространства подвергается воздействию со стороны материи. Гравитация изгибает пространство, сообщая ему четырехмерную кривизну (четвертое измерение здесь скорее пространственное, нежели временное, и это отражается на измененной геометрии трехмерного пространства). Как выразился Джон Уилер (Wheeler), «пространство говорит материи, как ей двигаться, а материя говорит пространству, как ему искривляться».25 Впечатляющее подтверждение этого постулата было получено в 1919 г., когда во время затмения было замечено, что лучи отдаленных звезд несколько искривляются под влиянием гравитационного поля солнца. Время также сокращается под действием гравитации, и часы замедляются, как и при относительном движении. В 1959 г. очень точные эксперименты в Гарварде показали, что частота фотона, летящего от основания здания до последнего этажа, несколько изменяется из-за разницы в гравитационном поле.
25 Цит. по: Davies, Other Worlds, p. 50.
Один из наиболее поразительных выводов из общей теории относительности состоит в том, что вселенная может быть конечной, искривленной и не иметь границ (то есть быть закрытой), а не бесконечной (то есть открытой). Если это так, то человек, отправляющийся с Земли в космос в одном направлении, может в конце концов вернуться с другой стороны. Как мы увидим в следующей главе, из имеющихся у нас данных неясно, достаточно ли во вселенной материи для того, чтобы она была закрытой, а не открытой. Однако еще со времени измерения Хабблом красного смещения стало ясно, что само пространство всюду расширяется. Нынешнее движение показывает, что все части вселенной расширяются с момента общего взрыва, произошедшего 15 миллиардов лет назад. Это был не взрыв материи в предсуществующей пустоте, а расширение самого пространства.
2. Статус времени
Рассмотрим вначале три утверждения, якобы вытекающих из теории относительности, которые представляются мне сомнительными.