Бегство от удивлений (стр. 34 )

Ручка регулировки темпа времени соединена с редуктором — чем быстрее вращение карусели, тем медленнее в ней течет время.

Действие машины понятно всем, кто внимательно прочитал предыдущие страницы. Время в ней тормозится по той же причине, по какой оно тормозилось, с точки зрения болельщиков у оси, на стадионе космической карусели. Вот и весь секрет.

Недавно физики устроили лабораторную модель центробежной машины времени — попросту вращающийся диск, вроде проигрывателя. И сумели зафиксировать растяжение секунд на движущемся крае диска. Получено подтверждение эйнштейновского предсказания даже при вращении со скоростью долгоиграющей пластинки. Каждая секунда края стала дольше секунды центра на миллионные доли от одной миллиардной доли.

Как проводятся столь тонкие опыты, я расскажу потом. А пока немножко огорчу вас: человеку путешествовать в будущее в таких машинах, к сожалению, не удастся. И вот почему.

Свежее желе

Заметное растяжение времени требует колоссальных оборотов центрифуги, а значит, гигантских центробежных сил, которые мгновенно превратят машину в пыль, а путешественника — в мокрое место.

В одном шутливом фантастическом рассказе приведен именно этот трагический случай: некий ученый, пожелавший самолично испытать сверхпрочную центробежную машину времени, был извлечен из нее в виде желе.

Все-таки испытание прошло небезуспешно: было доказано, что время в машине действительно замедлилось— от внешнего года до двух внутренних суток. Потому что выгруженное из машины желе оказалось абсолютно свежим.

Этот печальный исход ставит крест на центробежной машине времени как средстве человеческого путешествия в завтрашний день. Однако он не отвергает других способов прыжка в будущее. Наиболее безопасен сверхбыстрый космический полет с возвратом к месту старта.

Вспомните космонавток Аллу и Эллу из одиннадцатой главы. Они мчались друг относительно друга прямолинейно и равномерно, и для каждой другая старела медленнее. Но когда одна из космонавток (допустим, Алла) повернула ракету назад и догнала улетевшую подругу, именно вернувшаяся космонавтка оказалась моложе.

Этому факту теперь можно дать новое объяснение: Алла совершила путешествие, подобное движению стадиона в космической карусели или желе в центробежной машине времени. А Элла, продолжавшая прямое движение, была в роли оператора машины или болельщика у оси космической карусели.

Благодаря гигантской относительной скорости полета время для Аллы замедлится очень заметно. Алла может оказаться моложе Эллы на год, на десять лет, на миллион лет и при этом останется жива и здорова. Подсчитано, например, что космонавт, вылетевший с Земли и пролетавший 40 лет (своих) с вполне терпимым ускорением 2g, вернется на Землю через 10 000 земных лет! Правда, для подобного полета требуются неправдоподобные запасы топлива, но аналогичное путешествие на дистанцию в 300 лет выглядит более или менее допустимой фантазией.

А значит, вы, дорогой читатель, как раз таким способом и прилетели в 2292 год на сотую Олимпиаду.

Между тем там разворачиваются весьма любопытные события. Нам пора туда вернуться.

Глава 20. СЮРПРИЗЫ ИНЕРЦИИ

Когда погасли звезды

Потеряв надежду растолковать болельщикам релятивистские эффекты, механик Клио уходит с трибун, чтобы смазать ось олимпийской карусели. Кряхтя, тащит из кладовой канистру смазочного масла, выливает его в огромный подшипник.

Дело это трудоемкое. Клио устает, садится на пустую канистру и задумывается. Ему приходит в голову здравая идея — а зачем, собственно говоря, нужен этот подшипник? Разве нельзя обойтись без него? Это не помешает и смотреть игры и делать дистанционные оценки. Неважно ведь, сидит наблюдатель на оси или на спице рядом с осью — все равно события на стадионе воспринимаются им одинаково. Но тогда совсем не обязательно, чтобы спица двигалась относительно оси. Можно намертво закрепить ее. И не придется заботиться о подшипниках.

Сказано — сделано. Спица спаяна с осью (для этого Клио, по обыкновению, применил свое огненное дыхание). Получился «железнодорожный» вариант карусели — более простой и удобный, тот, что резонно было устроить с самого начала.

В этой спокойной обстановке, располагающей к отдыху, Клио устраивается в кресле, вытягивает ноги...

Но вдруг, ради удобств популяризации, наступает очередное маловероятное событие — гаснут звезды.

Да-да, гаснут все звезды на небе. Наплыло облако космической пыли или что-нибудь в этом роде.

Это не очень-то приятно для механика. Это сбивает его с толку.

Кругом кромешная тьма, не видно ни зги. Пропало ощущение плавного вращения, которое только что создавалось поворотом сверкающей небесной сферы. Вместо вращения Клио чудится полный покой, незыблемая неподвижность. Он ведь скрепил ось со спицей, относительное движение их в подшипнике прекратилось, и к тому же исчезло перемещение небесных ориентиров — звезд. Словом, пропали внешние признаки, по которым можно доказать собственное движение.

И вот Клио приходит в голову тревожная мысль: а что, если и в самом деле карусель остановилась? Завязла в этом космическом облаке и потеряла вращение? Он, механик, должен быть готов к любым неожиданностям.

«Нет, — думает Клио, — этого не может быть. Случись такое — исчезла бы центробежная сила на стадионе, бегуны там стали бы невесомы и не смогли бы бегать». А игры, как он видит, идут своим чередом. Соревнования продолжаются. В ярком свете прожекторов спортсмены вообще не замечают нагрянувшей небесной темноты. Им не до звезд. Значит, невесомости на стадионе нет, все, видимо, в порядке.

Тем не менее Клио гложет червь сомнения. Возникает совсем уж неправдоподобное предположение: остановилась карусель, быть может, потому, что стадион притянулся к какой-нибудь планетке, к тяготеющей массе, и она создала «настоящую» тяжесть, подобную той, которая была сфабрикована вращением — центробежной силой инерции. Что и говорить, событие довольно нелепое. Но в этой досадной тьме Клио ничем не может доказать неверность изложенной гипотезы. А если что-то подобное случилось, он это обязан знать — такая уж у него должность.

Как же быть? Неужели нет никакой возможности узнать, движется стадион или покоится в поле тяготения? Эти вопросы Клио задает вам, читателю и гостю сотой Олимпиады.

Если верить эйнштейновскому принципу эквивалентности, задача безнадежна, — отвечаете вы.— Никаких признаков отличия существовать не должно.

Вот оказия! — говорит Клио.— А может, его как-нибудь обойти, этот принцип?..

Наказание за кощунство

Растерянный и обескураженный, Клио старается вывернуться из затруднительного положения. И в конце концов, как ему кажется, находит одну хитрость. «Те самые различия в отсчетах расстояния и времени, которые так разволновали публику на трибунах, — вот, — думает робот-механик, — признак вращения карусели». Ведь, как говорилось выше, это релятивистские эффекты, и вызваны они именно движением стадиона. Так ведь?

Объяснение кажется Клио убедительным и утешительным, потому что неучи-болельщики продолжают кричать и возмущаться (доносятся возгласы «Долой жуликов!», «Судьи подыгрывают землянам!»). Значит, и сейчас, во время новых забегов на стадионе, релятивистские эффекты налицо и, следовательно, стадион движется, карусель вращается. Чем не доказательство?![14]

Клио доволен. Он восхищен своей сообразительностью. И успокоен, уверен, что в наплывшей темноте с каруселью ничего не произошло. В пылу самодовольства он забывает, что допустил непозволительную вольность— кощунственно пренебрег эйнштейновским принципом эквивалентности инерции и тяготения.

Не мудрено, что хвастливое ликование длится недолго.

Облако космической пыли исчезает, снова зажигаются звезды — и Клио, к своему ужасу, видит: они неподвижны! Карусель остановилась. И под стадионом торчит, как он и боялся, неведомо откуда взявшаяся злосчастная планетка, маленькая, да удаленькая — сверхплотная и создавшая поэтому достаточное тяготение на стадионе. И, следовательно, именно это «настоящее» тяготение вызвало на стадионе замедление времени и уменьшение расстояний. Так же, как раньше эти эффекты вызывало вращение карусели.

Как видите, принцип эквивалентности опять оказался справедливым — в масштабах стадиона поле сил инерции, вплоть до тончайших своих особенностей, повторено гравитационным полем. Не сумел хитрый Клио обойти Эйнштейна. Не сумел отличить вращение от покоя в условиях тяжести.

А все потому, что сей эпизодический персонаж, во - первых, остался личностью, склонной к нечестным манипуляциям, а во-вторых, знает теорию относительности только до того места этой книжки, в котором он очередной раз появляется.

Две морали

Принимаю как должное упреки в чрезмерной фантастичности и искусственности вышеизложенного мысленного эксперимента. Но зато из него следуют поучительные морали, с которыми, как мне кажется, теперь будет легко согласиться.

Первая мораль. Не только скорости, но и ускорения ведут к изменениям времени и пространства в движущихся системах отсчета (с точки зрения наблюдателей, движущихся иначе). Такова лодка вращающейся карусели. Центростремительная сила все время ее сворачивает с прямого пути, отчего появляется центробежная сила инерции. Поэтому можно сказать короче: в поле инерционных сил происходит изменение времени и пространства.

Любопытно, что это следует только из частной теории относительности, которая, вообще говоря, применима лишь к системам отсчета, движущимся прямолинейно. Тем не менее вывод строг, его много раз приводил сам Эйнштейн.

И вторая мораль. Если инерция изменяет время и пространство, то, не желая повторять ошибки злополучного Клио, мы смело применяем принцип эквивалентности и сразу заключаем: тяготение тоже обязано изменять время и пространство. Раз, по принципу эквивалентности, сила инерции в локальных масштабах неотличима от тяжести, это должно касаться всех и всяческих проявлений инерционных и гравитационных сил. Тут уже действует общая теория относительности.

Конечно, у Эйнштейна на пути к этому удивительному заключению не было никаких спортивных и космических небылиц. Была строгая логика — сухая, трудная и, быть может, скучная для людей, мало склонных к предельно абстрактному мышлению. Было обобщение идей частной теории, соединение их с принципом эквивалентности, и в итоге родилось предсказание: в гравитационном поле время и пространство деформированы.