Растяжение времени

Течение времени измеряется интервалами между событиями, например колебаниями маятника. Оказывается, время течет мед­леннее для быстро движущихся часов по сравнению со временем, измеренным часами неподвижного наблюдателя. Часы наблюда­теля измеряют «правильное» время (его называют собственным временем), тогда как движущиеся часы показывают удлиненные интервалы времени. Этот странный эффект называют растяжением времени.

Чтобы проверить реальность растяжения времени, в 1971 году американцы Джой Хафеле и Ричард Кетинг отправили четверо точ­ных атомных часов на коммерческом самолете вокруг Земли — сна­чала на восток, затем на запад. Хотя скорость самолета значительно меньше скорости света, это должно было вызвать небольшое замед­ление времени по сравнению с тем, которое протекало на Земле. Различие можно определить при сравнении часов, совершивших путешествие вокруг Земли, с часами, остававшимися на Земле. Но поскольку поверхность Земли находится в состоянии быстрого движения, вызванного вращением Земли с запада на восток, растя­жение времени зависит от того, куда летит самолет — на восток или на запад.

Наблюдатель, летящий на запад, против вращения Земли, на самом деле движется вокруг Земли медленнее, чем наблюдатель, неподвижно стоящий на поверхности. Поэтому часы, летавшие во­круг Земли на запад, опередили наземные часы на 0,27 миллионных долей секунды. При движении на восток скорость самолета склады­вается со скоростью земной поверхности. В результате летавшие на восток часы после трехдневного путешествия отстали на 0,06 миллионных долей секунды. Эти измерения отлично согласуются с теорией Эйнштейна, согласно которой часы должны потерять 40 миллиардных частей секунды при движении на восток и выиграть 275 миллиардных секунды при движении на запад. Результат экспе­римента отличался всего на 5% при движении на восток и не более чем на 30% при полете на запад.

Растяжением времени можно будет воспользоваться в буду­щих длительных космических путешествиях. Мы привыкли к зем­ной силе тяжести. Поэтому, если космический корабль будет дви­гаться с постоянным ускорением равным земной силе тяжести, мы будет чувствовать себя вполне комфортно. Нам будет казаться, что пол, повернутый к корме корабля, давит на нас так же, как на Земле.

Если мы захотим остановиться у цели нашего путешествия, нам придется начинать торможение корабля с половины пути, развер­нув его кормой вперед. Используя для торможения такое же ускоре­ние, как для разгона, мы вновь почувствуем себя как дома.

Если таким способом мы захотим посетить галактику Андроме­да, расположенную в 2,5 млн световых лет от нас, то путешествие туда и обратно займет примерно 5 млн лет, поскольку большую часть пути мы будем лететь почти со скоростью света. Но время в самом корабле растягивается так сильно, что к моменту возвра­щения путешественники станут всего на бо лет старше, чем при старте! Ну а на Земле за эти 5 млн лет произойдет непредсказуемая эволюция.

Растяжение времени осгается незамеченным при нашей мед­ленной повседневной жизни, но в лаборатории элементарные ча­стицы могут двигаться с высокими скоростями. Альфачастицы, излучаемые при радиоактивном распаде, движутся со скоростью около ю% от скорости света. В физике высоких энергий растяже­ние времени и другие релятивистские явления проявляются еже­дневно.