"Стивен Хокинг. Мир в ореховой скорлупе " - читать интересную книгу автора

Рис. 1.3. Измерение скорости света

В интерферометре Майкельсона - Морли свет источника расщеплялся на два
луча полупрозрачным зеркалом. Лучи двигались перпендикулярно друг другу, а
потом объединялись вновь, попадая на полупрозрачное зеркало. Разница в
скорости лучей света, движущихся в двух направлениях, могла бы привести к
тому, что гребни волн одного луча пришли бы одновременно с впадинами волн
другого и взаимно погасили друг друга.
Основываясь на эксперименте Майкельсона - Морли, ирландский физик
Джордж Фитцджералд и голландский физик Хендрик Лоренц предположили, что
тела, движущиеся сквозь эфир, должны сжиматься, а часы - замедляться. Это
сжатие и замедление таковы, что люди всегда будут получать при измерениях
одинаковую скорость света независимо от того, как они движутся относительно
эфира. (Фитцджералд и Лоренц по-прежнему считали эфир реальной субстанцией.)
Однако в статье, написанной в июне 1905 г., Эйнштейн отметил, что если никто
не может определить, движется он сквозь эфир или нет, то само понятие эфира
становится лишним. Вместо этого он начал с постулата, что законы физики
должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей. В
частности, все они, измеряя скорость света, должны получать одну и ту же
величину, с какой бы скоростью ни двигались сами. Скорость света независима
от их движений и одинакова во всех направлениях.
Но это требует отбросить представление о том, что существует единая для
всех величина, называемая временем, которую измеряют любые часы. Вместо
этого у каждого должно быть свое собственное, персональное время. Время двух
человек будет совпадать, только если они находятся в покое друг относительно
друга, но не в том случае, если они движутся.
Это было подтверждено рядом экспериментов. В одном из них два очень
точных хронометра отправили вокруг света в противоположных направлениях, и
по возвращении их показания слегка различались (рис. 1.4). Отсюда можно
сделать вывод, что, желая продлить свою жизнь, надо постоянно лететь на
восток, чтобы скорость самолета добавлялась к скорости вращения Земли.
Однако выигрыш составит лишь доли секунды и будет полностью сведен на нет
качеством пищи, которой кормят пассажиров авиакомпании.

Рис. 1.4. Схема эксперимента, реконструированная по иллюстрации,
которая появилась в журнале "Сайнтифик америкен" в 1887 г.

Одна из версий парадокса близнецов (см. рис. 1.5) была проверена
экспериментально путем отправки двух высокоточных хронометров вокруг света в
противоположных направлениях. При встрече показания часов, которые летели на
восток, оказались немного меньше.

Рис. 1.5 Парадокс близнецов

Согласно теории относительности каждый наблюдатель имеет свою меру
времени. Это может приводить к так называемому парадоксу близнецов.
Один из близнецов(а) отправляется в космическое путешествие, в ходе
которого движется с околосветовой скоростью (с), а его брат (Ь) остается на
Земле.