Странности четвертого измерения

Один древний философ сказал: «Я прекрасно знаю, что такое время, пока не задумываюсь об этом». С тех пор, как были сказаны эти слова, прошло много лет, но до сих пор время, четвертое измерение нашего мира, — тайна за семью печатями!

Что такое настоящее?

Когда произносят слова «прошлое» и «будущее», все ясно. Прошлое — то, что уже было. Будущее — чему предстоит еще быть. Ну а настоящее — что это такое? Существует ли порция времени, которую уж точно можно назвать настоящим?

Спрашивали разных людей, ответы были тоже разные: кто говорил, что настоящее — меньше секунды, кто считал — секунд 10, но были и такие, для которых оно — несколько минут.

Существовало и «научное» предположение. Известно, что кинолента должна двигаться со скоростью 24 кадра в секунду, чтобы изображения сливались в нашем восприятии, и на экране возникало кино. Так, может быть, одна двадцать четвертая часть секунды и есть настоящее?

Но почему же тогда при различных обстоятельствах, при разном настоящем секунды длятся для нас так неодинаково? В счастливые времена они просто летят (недаром говорят: «Счастливые часов не наблюдают»), а где-нибудь в длинной очереди, при тревожном ожидании, кажутся вечностью.

Пожалуй, дело обстоит даже сложнее. Бывает, что в одном и том же положении одни преувеличивают продолжительность времени, а другие преуменьшают. Более того, оценка зависит от того, в ка¬кое время дня проводился опрос.

Это хорошо известно врачам-психиатрам. Они давно установили, что для пациентов, страдающих депрессией, время ползет, как черепаха. Напротив, для легко возбудимых оно буквально скачет.

Большой взрыв

О том, было ли начало у времени, философы задумались давно. Большинство из них, например Ньютон, считали, что время неизменно и существует вечно. Но неожиданное открытие американского ученого Весто Слайфера заставило по-новому взглянуть и на Вселенную, и на время!

Произошло это осенью 1912 года. Слайфер, наблюдая в телескоп загадочные еще тогда туманности, пришел к выводу, что они удаляются от нас со скоростью более 1000 километров в секунду!

Прошло еще 17 лет, и другой ученый, соотечественник Слайфера, Эдвин Хаббл, доказавший, что туманности представляют собой гигантские скопления звезд, открыл важный закон: оказалось, что скорость разлета галактик тем больше, чем дальше они расположены от Земли.

Стало ясно, что Вселенная — отнюдь не застывшее пространство, где все задано раз и навсегда. Напротив, мы живем в непостоянной, расширяющейся Вселенной, начавшей свое существование с Большого взрыва. Расширение началось около 15 миллиардов лет назад и продолжается поныне. А до того было лишь бесконечно плотное вещество, сжатое в точку.

Ну а время, существовало ли оно до Большого взрыва? Известный астрофизик Игорь Дмитриевич Новиков писал: «Вопрос о том, что было до возникновения Вселенной, бессмыслен, ибо не было этого «до того», не было самого времени». Оно рождалось вместе со Вселенной!

По мнению астрофизиков, свойства времени при его рождении были совсем другими, чем теперь. В те, первые, мгновения оно делилось на отдельные «капли», кванты, и лишь потом стало единым.

Полет в будущее

Фантасты не раз писали о машине, на которой можно путешествовать во времени. Но кто же не знает, что опередить события, обогнать время невозможно? И все же это не так.

Более ста лет назад великий физик Альберт Эйнштейн создал научную теорию. Она называется теорией относительности. Согласно ее выводам, существует способ перенестись в будущее, даже самое отдаленное.

Для этого нужна космическая ракета, способная развить скорость близкую к скорости света, то есть без малого 300 тысяч километров в секунду. Если полет будет продолжаться достаточно долго, то космические путешественники, возвратившись домой, окажутся в далеком-далеком будущем. Космонавты увидят, что на Земле все неузнаваемо изменилось, их близкие и друзья давным-давно умерли, а сами они еще — достаточно молоды и полны сил.

Дело в том, что согласно теории относительности Эйнштейна, время в быстро летящей ракете должно идти медленнее, чем на Земле. И чем больше будет скорость полета, чем дольше продлится путешествие, тем дальше в глубь веков перенесутся космические странники.

Возможно, когда-нибудь люди отправятся к звездам, к центру нашей Галактики. Путешествие по земному времени займет около 60 тысяч лет. Много поколений сменится на Земле, а по часам, идущим на космолете, пройдет всего лет сорок. Представляете, что увидят космонавты, люди еще совсем не старые, когда возвратятся на родную планету!

Надо сказать, что время замедляет свой ход при любой скорости, даже самой небольшой. Но замедление это так ничтожно мало, что мы его просто не замечаем.

То, чего уже нет

Удивительный факт: все, что находится перед нами, все предметы, все вещи — близкие и далекие — мы видим не такими, какие они есть в данный момент, а какими они были в прошлом.

В самом деле, чтобы видеть окружающий нас мир, нужен свет. А он распространяется хотя и очень быстро, но не мгновенно. Необходимо время для того, чтобы лучи света от объекта, который мы хотим рассмотреть, дошли до наших глаз.

Разумеется, если объект — стол, стул, книга или дерево — расположен недалеко, то лучи света доходят до нас за стомиллионные доли секунды. Заметить это совершенно невозможно. Однако все-таки свет задерживается и, значит, мы видим предмет не в настоящем, а в прошедшем времени, пусть и в очень и очень недавнем.

Недавнем, если речь идет о повседневной, обыденной жизни. Но все меняется и обстоит по-другому, если перенестись во Вселенную. От Солнца до Земли почти 150 миллионов километров. Требуется более 8 минут, чтобы солнечные лучи достигли поверхности нашей планеты. Следовательно, и Солнце мы видим в прошлом, таким, каким оно было несколько минут назад.

Расстояние в 150 миллионов километров покажется небольшим при сравнении его с расстоянием до звезд. Свет даже от ближайшей к нам звезды Проксимы Центавра идет более 4 лет. От далеких же звезд — миллионы и даже миллиарды лет. Поэтому и звезды мы видим в том состоянии, в каком они пребывали в давно минувшие времена.

За эти миллионы и миллиарды лет во Вселенной могли произойти самые невероятные события, и, возможно, мы видим звезды, которых давным-давно уже нет.

Такие разные времена

Долгое время физики считали, что сила тяготения, или гравитация, никак со временем не» связана. Однако этот взгляд изменился, когда была создана теория относительности Альберта Эйнштейна. Как доказывает эта теория, в поле сильного тяготения, вблизи планет и звезд время идет медленнее, чем вдали от них.

Возьмем, к примеру, Солнце. По диаметру оно в 109 раз больше Земли. Сила тяжести на Солнце почти в 30 раз больше земной. Поэтому часы, расположенные рядом с нашим светилом, будут идти медленнее, чем на Земле.

Правда, отличие — мизерное, равное всего двум миллионным долям секунды, и практически неощутимое. Но за время существования Солнца и Земли, а это около 5 миллиардов лет, срок набежал изрядный. На Солнце времени прошло на 10 тысяч лет меньше, чем на Земле!

Есть во Вселенной звезды чудовищной плотности. Например, белые карлики имеют плотность в 200 тысяч раз большую, чем Земля. Нейтронные звезды — в 40 триллионов раз большую! Естественно, что и время там замедляется очень сильно. У нас пройдет, скажем, год, а на поверхности нейтронной звезды — только шесть месяцев.

Но зачем забираться так далеко. В 1960 году американским физикам Р. Паунду и Г. Ребке удалось с помощью сверхточных часов уловить разницу во времени между земной поверхностью и вершиной башни высотой около 20 метров.

Итальянские ученые поднялись с часами в горы. Другие часы остались у подножья горы. После опыта выяснилось: на вершине горы часы ушли вперед, а внизу, как и ожидалось, отстали на миллиардные доли секунды.

Геннадий ЧЕРНЕНКО