Возражения и реплики из будущего были посланы, надо полагать, со скоростью, превышающей скорость света, — поэтому и прибыли ко мне на триста с лишним лет раньше, чем были посланы. А так как сие невозможно, то приведенный выше разговор мне, надо полагать, приснился или померещился. Тем более, что через триста лет сведения, которые я намереваюсь сообщить ниже, будут наверное, известны школьникам третьего класса.
Тяжесть проще табуретки
Вы знаете, что такое кухонная табуретка? Вероятно, знаете. А как вы докажете, что знаете?
Можно, конечно, пуститься в многословные объяснения: это-де мебель, на которой сидят, она имеет четыре ножки, но не имеет спинки и т. д. Можно, кроме того, нарисовать табуретку, приложить к чертежу химический анализ ее материала, таблицу удельного веса разных деталей и еще кучу документов. Все это не помешает.
Но лучшим доказательством будет дело. Практика! Сработайте своими руками добротную, прочную, устойчивую табуретку — и любой скептик признает: да, вы до тонкостей знаете ее «внутреннюю сущность».
Если кто-нибудь похвастает, что знает, в чем заключается внутренняя сущность тяготения, ради проверки попросите его сделать это самое тяготение без услуг Земли, Луны или Солнца. И, несмотря на то, что тяготение— не табуретка, а нечто более сложное, знающий человек изготовит его моментально. Ему не потребуется для этого ни досок, ни гвоздей, ни клея. Он просто взмахнет рукой.
Вот ладонь. На ладони лежит пятачок. Пятачок весит пять граммов. Я резко, с ускорением поднимаю ладонь. Чувствую, что пятачок сильнее на нее надавил. Значит, он стал больше весить. Утверждаю: ускоренным движением ладони я создал добавочное тяготение (это, как видите, гораздо проще, чем сколотить табуретку) .
Вы, конечно, возражаете: никакое это не тяготение. Это инерция. Перегрузка — как у взлетающих космонавтов. Пятачок не сразу поддался ускорению — ведь, кроме тяжелой, в нем есть инертная масса.
Возражение естественное. Оно полностью согласуется с механикой Ньютона, с первой частью этой книжки и со школьным курсом физики. Но я настаиваю на своем. И прошу вас доказать ваше опровержение не только словами, но и делами. То есть опытом.
Очень просто: надо экспериментом отличить инерцию от тяжести. Например, в следующей научно-фантастической ситуации.
Черномор-космонавт
XXI век. Некая красавица, по имени Людмила, выключает стереоскопический цветной телевизор, поворачивается на правый бок и сладко засыпает в своей малогабаритной квартире на Цветном бульваре. Во время сна ее похищает влюбленный, но без взаимности, космический пришелец Черномор. Осторожно переносит в ракету и улетает прочь с Земли. Допускается, что у Людмилы очень крепкие нервы и она не просыпается от грохота и перегрузок во время старта. Однако через пять-шесть часов она должна-таки проснуться. Черномор этого не хочет, и не без причин. Дело в том, что у Людмилы есть знакомый, по имени Руслан, который служит в Московской радиоастрономической обсерватории. Людмила к нему неравнодушна и даже приняла от него подарок — перстень, в который вделан маленький транзисторный радиопередатчик. Снять радиоперстень с пальца красавицы Черномор не посмел — боялся разбудить. Вот он и опасается, что, проснувшись и узнав о похищении, Людмила воспользуется перстнем, пошлет Руслану сигнал тревоги, и тогда не избежать погони и других осложнений.
Ради страховки от таких неприятностей Черномор предпринял широко задуманную мистификацию. Во-первых, пассажирскую кабину ракеты превратил в точное подобие Людмилиной спальни — от трещин в паркете до мастерски декорированного московского дворика за окном. Во-вторых (и это главное!), ракета непрерывно ускорялась вверх. Ускорение было идеально плавным и составляло точно 9,81 метра в секунду за секунду. То есть равнялось g — ускорению свободного падения у земной поверхности-
И вот Людмила проснулась. Потянулась, соскочила с постели, попрыгала, мурлыкая песенку про черного кота (она любила старинную музыку), и взглянула на часики с маятником, висевшие на стене. Маятник прилежно качался, стрелки показывали восемь. Людмила вспомнила, что сегодня воскресенье, а значит, не надо бежать на работу. И она юркнула под одеяло...
Черномор и на этом строил свой коварный расчет — он знал, что в воскресенье красавица встает около одиннадцати.
А ракета мчалась все дальше.
Через полчаса она ушла из зоны, подвластной земной администрации.
Догадаться о своем незавидном положении Людмиле удалось слишком поздно. Проснувшись около одиннадцати, она накинула халатик и отправилась было в ванну, но обнаружила за дверью комнаты внутреннюю обшивку звездолета, иллюминатор с черным небом и бледного Черномора, робко лепетавшего:
Простите меня, Люда, но я не мыслю жизни без вас и вот решился увезти вас в надзвездные края.
Наглец! — воскликнула красавица, дала Черномору звонкую пощечину и тут же закричала в свой радиоперстень:— Алло, Руслан! Учти, что меня украли...
Напрасно. Земля была уже в ста миллионах километров (можете проверить по формуле Галилея S=gt2/2 а заодно решить, не нужны ли релятивистские формулы) .
Руслану пришлось, очевидно, самому гадать, где искать похищенную подругу. Как он это делал — спросите у фантастов. Им, я думаю, подсказана неплохая завязка для романа.
Тяготение как ускорение
Нам с вами интереснее другое. Опять произошло нечто хоть и удивительное, но более или менее привычное: не удалось отличить движение от покоя. Почему же? Может быть, Людмила не сумела? Будь она физиком и отнесись к делу внимательнее, смогла бы она в закрытой комнате с достоверностью обнаружить равномерно-ускоренное движение и отличить его от земного (в условиях тяжести) покоя? Каким образом, каким прибором, в каком эксперименте?
Испробуем механику. Пусть Людмила построит в своей комнате миниатюрную Пизанскую башню и сбросит с нее пушечное ядро и мушкетную пулю. Как они будут падать?
С точки зрения ньютоновской физики, они вообще не будут падать. Они полетят равномерно по инерции с той «абсолютной» скоростью, с какой в момент сбрасывания летела ракета Черномора через «абсолютное» пространство. А поскольку ракета летит не равномерно, а с ускорением g, пол комнаты, где находится пленница, очень скоро нагонит ядро и пулю. Если пренебречь сопротивлением воздуха, времени на это понадобится ровно столько, сколько надо для падения ядра и пули с той же высоты под действием земного тяготения. Считая себя неподвижной, Людмила зарегистрирует обыкновенное падение — точно такое же, какое бывает на Земле. А поэтому похищенная красавица не сможет узнать, движется она или пребывает на Земле в неподвижности.
Что ж, раз механика не сработала, испробуем оптику. Тут как будто есть надежда на успех, ибо ракета разгоняется (в равномерно и прямолинейно движущейся системе надежды на успех нет, потому что скорость света не зависит от скорости светового источника).
Пошлем тонкий луч света параллельно полу, от одной стены комнаты к другой. Пока световые волны пробегут комнату, она, благодаря ускорению вверх, поднимется чуть-чуть больше, чем если бы ускорения не было. Волны же этого ускорения (вверх) не получат—- и поэтому на противоположной стене они окажутся, можно думать, немножечко ниже, чем при равномерном движении или покое. Вот оно, свидетельство ускорения, да?
Ничуть не бывало. Луч несет энергию, следовательно, и массу (свет не имеет массы покоя, но имеет массу движения — вспомните предыдущую главу). Масса же обязана притягиваться к Земле. Вот и выходит, что не только в ракете, но и в комнате на Цветном бульваре световой луч отклонится книзу, к полу. В ускоренно поднимающейся комнате — потому, что сам пол, разгоняясь, приблизится к равномерно летящим световым волнам. В неподвижной — потому, что световые волны станут падать под действием силы тяжести — словно пули, выстреленные параллельно горизонту. Наша Людмила (неподвижный относительно комнаты наблюдатель) всякий раз отметит не прямой, а изогнутый путь луча.
