Читать «Стивен Хокинг» онлайн - страница 19

В «неевклидовой» геометрии все иначе: искри-вления пространства-времени физическим телом превращаются в различные события, которые отде-лены друг от друга не только пространством, но и временем. Догма «сумма углов треугольника равна 180 градусам» на поверхности шара неизбежно на-чинает шататься — так гравитация влияет на изме-рения времени и расстояния.

Если Эйнштейн в своей специальной теории от-носительности уже доказал, что находящиеся в дви-жении часы идут медленнее, то, создавая общую те-орию относительности, он выяснил, что в поле гра-витации тяжелого тела время тоже замедляет свой ход. И это замедление можно засечь, например, с помощью цезиевых атомных часов ( 10–11 ).

ЧАСЫ НА КЕЛЬНСКОМ СОБОРЕ И такой эксперимент провели: цезиевые часы

из брауншвейгского Физико-технического феде-рального ведомства (ФТВ) были установлены на северной башне Кельнского собора, а через неде-Всё относительно 43

лю их показания сравнили с эталонными часами, которые находились в ФТВ, на 80 метров ниже. Оказалось, что установленные на башне собора це-зиевые часы действительно шли на 7 наносекунд (миллиардные доли секунды) быстрее эталонных, на которые поле гравитации Земли действовало сильнее. Потребовалась целая неделя, чтобы за-фиксировать эту почти неощутимую разницу в 7 мил лиардных долей секунды. Однако эффект действительно был!

Искривление пространства-времени — одна из фундаментальных основ общей теории относитель-ности, другая — это принцип эквивалентности. Часто рассказывают такой анекдот: однажды Эйн-штейна, пытавшегося дать новое толкование грави-тации, внезапно осенила гениальная мысль: а ведь человек, падающий с крыши, не ощущает силы тя-жести! В другой версии этой истории говорится о человеке, застрявшем в падающем лифте и не ощу-щающем на себе воздействия силы. Обе ситуации в принципе описывают одно и то же явление, неким образом дополняющие падение ньютонова яблока.

Каждый день при ходьбе мы чувствуем сопро-тивление почвы, что создает впечатление, будто бы гравитация притягивает нас к центру Земли. При-мерно то же мы испытываем, находясь в лифте. Когда мы поднимаемся, направленное вверх уско-рение прижимает нас к полу кабины, и нам даже кажется, что пол словно оказывает сопротивление и наш вес немного увеличивается. Эйнштейн опре-делил это движение как идентичное гравитации и назвал эту взаимосвязь принципом эквивалентно-сти (Nus: 24).

И какая же идея возникла у Эйнштейна, предста-вившего себе падающий лифт? Согласно Галилею, 44 Х УБЕРТ М АНИЯ | Стивен Хокинг объекты с разной массой падают с одинаковым ускорением, поэтому в свободном падении между пятым этажом и подвальной котельной универ-сального магазина, в котором находится система отопления, менеджер весом 80 килограммов, его ноутбук, новая книга Стивена Хокинга, две плит-ки шоколада и термос с кофе парят в кабине, как в космосе, независимо от их массы, одновременно сталкиваясь с первым попавшимся сопротивлени-ем, которым в данном случае с высокой степенью вероятности мог бы быть пол подвального помеще-ния. Во время падения ни один из этих объектов не ощущает воздействия какой-либо силы. Гравита-ция дает о себе знать лишь в момент их столкнове-ния с полом, получившим ускорение, направлен-ное вверх.