Просто невозможно! (Часть 8)
Далее рассмотрим три закона механики, провозглашенные Исааком Ньютоном в 1680-х годах. Более двух столетий упорные усилия самых проницательных умов испытывали ньютоновские законы и не нашли ни одного исключения из них. Они подтверждались всевозможными экспериментами и легли в основу всей комплексной структуры механики. То, что в основных законах механики может обнаружиться какой-то значительный изъян в той области, где они так долго исследовались, в начале XX века казалось совершенно неправдоподобным.
Однако всем известно, что в 1905 году Эйнштейн пересмотрел законы механики Ньютона, представив общественности взгляд на Вселенную с точки зрения теории относительности. Однако это касалось только новейших областей знаний, не входивших в компетенцию ученых XIX и XVIII столетий. В частности, при исследовании движения на релятивистских скоростях, которые Ньютон и его последователи просто не могли исследовать, имея в распоряжении лишь инструменты своей эпохи. На обычных скоростях (скажем, менее тысячи миль в секунду) эйнштейновская версия законов механики не особенно отличается от ньютоновской.
Согласно законам механики Ньютона, скорости можно складывать по обычным правилам арифметики. Например, мимо вас проезжает поезд со скоростью 20 миль в час и находящийся в поезде мальчик бросает мяч со скоростью 20 миль в час в направлении движения поезда. Относительно тела, движущегося вместе с поездом, скорость мяча равна 20 милям в час. Однако относительно наблюдателя, стоящего у железнодорожной насыпи, скорость мяча равна 40 милям в час, то есть сумме скорости поезда и самого мяча. Иными словами, скорость мяча зависит от положения наблюдателя.
Что подпортило механику Ньютона, так это то, что свет не подчиняется законам, которым подчиняется брошенный мяч. Как показали Майкельсон и Морли в 1886 году, скорость света всегда, при всех измерениях одинакова для любого наблюдателя, независимо от движения источника света относительно этого наблюдателя.
Проще говоря, луч света движущегося фонаря перемещается с той же скоростью, что и луч света неподвижного фонаря. Более того, луч света движущегося фонаря перемещается с одинаковой скоростью как в направлении движения самого фонаря, так и в противоположном направлении.
Конечно, свет был известен Ньютону, но великий англичанин не мог воспользоваться им для проверки своих законов. Пока Майкельсон не изобрел свой интерферометр, не было способа с достаточной точностью измерить сравнительную скорость световых лучей, двигающихся в разных направлениях, и так проверить законы механики.
Все попытки объяснить такое поведение света с точки зрения законов Ньютона потерпели неудачу, и Эйнштейн решил пойти от противного. Он рассуждал так: «Начнем с того, что примем свойства света за действительный факт. Предположим, что скорость света в вакууме не зависит от движения его источника. Как нам так приспособить законы механики, чтобы они учитывали поведение света и всех брошенных мячей, наблюдавшееся за последние триста лет?»
И тогда он разработал теорию Вселенной, в которой объекты укорачиваются в направлении движения по мере увеличения их скорости относительно наблюдателя, а также становятся более массивными, и время для них течет медленнее.
|
