Тайна времени и пространства. Основа мироздания
За пределами, привычной для нас реальности, скрывается другой, невероятный мир. Противоречащий многим нашим представлениям о вселенной. Почему в нашей вселенной, события не происходят в обратном порядке? А ведь законы физики вполне это допускают. «Однажды в далекие времена…» так начинаются многие сказки, но какова история самого времени? Мы говорим: «время летит», «время – деньги», «мы тратим время», «мы убиваем время», «пытаемся сэкономить время». Но что мы в действительности знаем о времени?
Время, как река. Оно бесконечно перетекает от момента к моменту. Нам кажется, что время всегда течет в одном направлении, в сторону будущего, однако не факт, что это так. Как же раскрыть тайну, столь удивительного, и столь неуловимого явления, как время. Можно попробовать его измерить. При помощи часов самых разных видов, размеров и форм, уже тысячи лет, мы измеряем время с все возрастающей точностью. Первые часы, можно сказать, били всего раз в день. Этими часами была сама планета земля. Благодаря неустанному цикличному вращению нашей планеты вокруг своей оси и вокруг солнца, люди научились измерять свое время. Люди подмечали явления, которые происходили вновь и вновь с определенным постоянством. Благодаря повторяющимся природным циклам, появились первые часы. Измерив, скорость движения земли при помощи солнечных часов, мы разделили сутки на часы. Земля поворачивается вокруг своей оси за сутки, а мы отсчитываем дни, глядя на восходящее и заходящее солнце.
На протяжении всей истории физики как науки, люди замещали одни способы измерения времени другими, которые казались им более точными. Так происходило в течение многих веков. Впрочем, какими бы точными не были наши часы, время все равно остается для нас загадкой. Часы могут сообщить нам, сколько сейчас времени, но не могут рассказать о том, что такое время. Что же мы собственно измеряем?
На начальных этапах строительства железных дорог, время было серьезной проблемой. В каждом городе устанавливали собственное время. За полдень – считали момент, когда солнце стояло в зените. А какое при этом время в другом городе – никого не волновало. Еще более усложняло ситуацию то, что поезда ездили по времени того города, из которого начинали путь. Поскольку железные дороги развивались очень быстро, а все поезда ездили по разному расписанию, скоро началась страшная путаница. Появилась необходимость привести время к одному стандарту. Но как это сделать, если, например, два города соединены одной колеей? И вот здесь начинается современная история времени.
Открытия Альберта Эйнштейна относительно времени и пространства
Когда потребность синхронизации времени возросла неимоверно, в одно патентное бюро в швейцарском городе Берн, устроился на работу молодой физик по имени Альберт Эйнштейн. Это была превосходная стартовая площадка для всех великих изобретений того времени. По патентам было видно, что люди пытаются придумать способ синхронизировать время при помощи телеграфных сигналов, различных часов, радиоволн. Эйнштейн наблюдал за всем этим, и это приводил его в восхищение. Вскоре Эйнштейн потрясет весь мир своим новым взглядом на сущность времени. И вдохновением ему послужат именно эти изобретения.
Эйнштейн понял, что все эти попытки синхронизировать время, были не просто изобретательными находками, он осознал, что они обнаружили глубокую прореху в нашем понимании времени.
Большинство людей понимают время слишком примитивно, думая, что время одно для всех и всюду. Таково общепринятое представление, доставшееся нам от отца современной науки, Исаака Ньютона, который утверждал, что время просто идет и идет, и мы ничего не можем с этим поделать.
Эйнштейн понял, что это не совсем так. Он открыл, что время может течь с разной скоростью. Каким бы странным нам это не казалось, это означает, что для меня время может течь совсем не так, как течет для вас. Открытие Эйнштейна, в пух, и прах разбила концепцию реальности Ньютона. Эйнштейн говорит о том, что время это не просто ярлык, который кто-то навесил на нашу Вселенную, время ощущается всеми по-разному. Эйнштейн подарил нам гораздо более глубокую картину времени, объяснив, что у каждого человека свое время, и, что идет оно с разной скоростью.
Не существует единого вселенского времени. Существуют различные времена. Это потрясающее открытие Эйнштейна, обнаружило скрытую связь между пространством и временем. Эйнштейн понял, что существует прямая связь между движением сквозь пространство и течением времени. Грубо говоря, чем больше вы набираете в одном, тем меньше набираете в другом.
Чтобы понять, как это происходит, возьмем за пример движение автомобиля. Автомобиль двигается на север со скоростью сто километров в час. Это значит, что все его движение происходит в северном направлении. Потом автомобиль повернул на другую трассу и поехал на северо-запад. Он по-прежнему едет со скоростью в сто километров в час, но, уже не так быстро продвигается в северном направлении, как некоторое время назад. Все потому, что часть его северного направления была съедена и поделена с западным. Эйнштейн понял, что пространство и время, связаны, примерно так же, как север и запад в нашем примере.
Сделав это потрясающее открытие, Эйнштейн опроверг общепринятые представления о времени, о том, что оно течет одинаково для всех. Если человек стоит на месте это не значит, что он не двигается. Хотя он и не передвигается в пространстве, он передвигается во времени. Эйнштейн говорит, что все, то время, что человек стоит на месте, то есть, не перемещаясь в пространстве, он перемещается во времени. Что же произойдет, если человек начнет двигаться к другому стоящему человеку? Когда идущий человек двигается, для стоящего на месте, часы идут медленнее, относительно часов идущего. Это происходит потому, что с точки зрения стоящего человека, часть движения сквозь время идущего человека, была разделена с движением сквозь пространство. После того, как идущий человек прекратит движение, его время снова синхронизируется со стоящим человеком.
В этом заключалась главная догадка Эйнштейна. Перемещение в пространстве отражается на перемещении во времени. Разве не поразительно, что для каждого человека время течет по-разному. Ведь мы привыкли считать, что оно существует отдельно от нас. Почему мое измерение времени зависит от того, как я двигаюсь, или от того, как двигаетесь вы? На первый взгляд это кажется полной бессмыслицей. Для того кто движется, время течет медленнее, и уже само это удивительно. До Эйнштейна никто даже представить не мог, что такое возможно.
Так почему же мы не сталкиваемся с этим в повседневной жизни? Дело в том, что при такой маленькой скорости, с которой мы двигаемся здесь на земле, испытать это крайне сложно. Однако этот эффект реален и его можно экспериментально проверить. Для этого нам понадобится пара атомных часов и реактивный самолет. Этот эксперимент был впервые проведен в 1971 году, когда ученые облетели с атомными часами вокруг земного шара.
Как и предсказывал Эйнштейн, показания часов не совпадали. Была зафиксирована разница всего в несколько сотен миллиардных долей секунды. Однако это доказало эффект воздействия перемещения в пространстве на время. Гипотеза Эйнштейна проверялась снова и снова, и каждый раз, эксперименты заканчивались удачно. Эта гипотеза помогла лучше понять как устроен мир. Поначалу этот эффект казался малозначимым. Однако в современных технологиях он играет важнейшую роль.
Обнаружив скрытые связи между пространством и временем, Эйнштейн понял, что их нельзя рассматривать отдельно друг от друга. Более того, он открыл, что между ними есть связь. И их союз он назвал пространственно-временным континуумом. Эйнштейн объединил время и пространство в четырехмерный пространственно-временной континуум.
Слияние пространства и времени, подвело Эйнштейна к одной из самых его потрясающих догадок. Кажущаяся разница между прошлым, настоящим и будущим, может быть не более чем иллюзией.