Зачем
о ней говорить? Дело в том, что никакая человеческая фантазия не может
сравниться по красоте своей и удивительности с той реальностью, которую теория относительности
открывает перед нами (квантовая механика пока не в счет). Поэтому очень
хочется, чтобы вы, дорогие друзья, были подготовлены к встрече с этой теорией,
если только вдруг у вас возникнет желание познакомиться с ней.
* * *
Одним
из следствий специальной теории относительности (СТО) является утверждение о
том, что в движущейся инерциальной системе отсчета (ИСО), обозначим ее S1,
время «течет» медленнее, чем в неподвижной ИСО (обозначим ее S2).
А размеры всех тел, движущихся вместе с системой S1,
сокращены
по сравнению с размерами тех же, но покоящихся, тел.
В
этих «замедлениях» и «сокращениях» не было бы ничего удивительного и
непонятного, если бы так было «на самом деле». Мало ли, думали бы мы, при
движении тел возникают какие-то причины, которые приводят к замедлению течения
времени и сокращению размеров. И нам осталось бы всего ничего — отыскать эти
причины.
Однако все не так просто и
понятно, ведь движущуюся систему можно считать покоящейся, а покоящуюся
движущейся — ситуация симметричная. И теперь уже «замедление» времени и «сокращение» размеров следует
считать происходящими в системе S2, а
не в системе S1. Но тогда возникает
противоречие, ведь не может быть А больше В, и одновременно В
больше А. Знатоки теории, разъясняя несведущим это противоречие, говорят
иногда, что физические законы не надо обсуждать на бытовом уровне. Вот если
свои высказывания подкреплять математическими выкладками (формулами), то
никаких противоречий не возникнет.
Ну что ж, обратимся к формуле.
По поводу замедления времени в движущейся системе отсчета в любом учебнике по
теории относительности ее можно отыскать. Формула очень простая, поэтому
давайте не будем ее пугаться, и посмотрим, прояснится ли описанная выше
противоречивая ситуация, если эту формулу мы увидим. Вот эта формула:
где
t'
— время движущейся системы S1,
t
— время неподвижной системы S2,
V — скорость систем относительно
друг друга,
с — скорость
света в вакууме.
Таким образом, время t', протекшее в движущейся ИСО S1,
меньше времени t,
протекшего в неподвижной системе S2, в
раз. Это обстоятельство на математическом языке и
выражается формулой (1).
Но, как уже отмечалось, движущуюся систему S1 можно
считать неподвижной, а неподвижную систему S2 — движущейся. Тогда время течет медленнее в системе S2, а приводимая для этого случая формула выглядит так:
Ясно, что формулы (1) и (2) не
могут быть справедливыми одновременно (при одинаковом обозначении переменных).
Печально, — мы думали, что формулы нам помогут, но они не помогли. В связи с
этим придется все же заняться поиском ответа на вопрос: в чем суть противоречия, появившегося в
наших рассуждениях?
Однако перед поиском следует уяснить, что имеется в
виду, когда речь заходит о «течении» времени. Ведь прежде чем говорить о том,
что в одной системе время «течет» быстрее, а в другой — медленнее, надо понимать,
о каком «течении» идет речь. Но я чувствую, что вы уже устали от формул. Поэтому
мы немного отдохнем, и в следующем сообщении, которое так и назовем — «течение»
времени, — рассмотрим, что же скрывает от нас этот термин.
Комментариев нет:
Отправить комментарий