мимо и исчезают освещенные платформы станций. Для путешественника станция была где-то в будущем, «случилась», а затем исчезла в прошлом. На самом деле станция статична, имеет постоянное и неизменное существование и будет вскоре «восприниматься» другим поездом, проносящимся по собственным «временным» рельсам.
Таким образом, для Минковского и Эйнштейна пространство и время неразрывны. Они представляют собой континуум или две грани одного и того же фундаментального «нечто». Эта связь схожа с той, что имеется между материей и энергией. Мы движемся в своем личном маленьком пузыре сознания, воспринимая время в своей субъективной манере. Наше восприятие может никогда не совпасть с чужим. Это «течение» напрямую зависит от того, что мы чувствуем. Как считает Минковский, наше будущее существует сейчас, просто мы его еще не достигли.
Мысль, что будущее ожидает где-то там, приводит в замешательство. Но ее можно еще развить, предположив, что уже пережитое прошлое тоже по-прежнему существует. Немецкий математик Герман Вейль предложил эту любопытную идею, когда писал:
«Каждая мировая точка (как говорил Минковский) является центром двойного конуса активного будущего и пассивного прошлого. В то время как в специальной теории относительности эти две точки разделены промежуточной областью, в данном случае конус активного будущего определенно имеет возможность пересекаться с пассивным прошлым, так что, в принципе, у меня есть возможность переживать настоящие события, которые повлияют на мои будущие решения и действия. Кроме того, несмотря на то что у мировой линии есть временное направление в каждой точке, есть возможность (у меня, в частности) вернуться в соседнюю точку, которая уже пройдена. В результате получится спектральный образ мира гораздо более ужасающий, чем все странные фантазии Э. Т. А. Гофмана»74.
Если согласиться с тем, что психологическое время является личной выдумкой человека, то что же можно сказать об объективном времени? На территории военно-морской обсерватории США в Вашингтоне расположено здание, обозначенное номером 78. В нем внешнее время измеряется не по Луне и Солнцу, не по солнечным часам или даже кварцевому кристаллу, а по мельчайшему кусочку цезия. Там установлены 50 атомных часов, подключенных к нескольким компьютерам, а в середине расположен цифровой индикатор, который светится яркими красными цифрами. Они показывают часы, минуты и секунды, по которым сверяет время весь мир. Эта установка работает с точностью до миллиардной доли секунды в год. Постоянные импульсы цезия, с которыми он поглощает и излучает энергию, в 1967 году были точно измерены — 9192631770 колебаний в секунду. Сейчас по этим колебаниям происходит официальное измерение времени, которое заменило прежний стандарт — по вращению и орбите Земли. Раньше эталоном секунды была 1/31 556925,9747 года. Теперь год официально считают не как 365,242199 дня, а как 290091 200500000000 колебаний атома цезия.
И все же атомные часы — не абсолют. Поскольку Земля колеблется на своей орбите, эти суперчасы нужно проверять, чтобы они соответствовали времени Земли. Даже объективное внешнее время начинает колебаться, или, точнее, искажаться, на уровне наносекунд.
Дж. Хафеле из университета Вашингтона в Сент-Луисе и Ричард Китинг первыми успешно добились этого эффекта в 1971 году. Из военно-морской обсерватории США, где работал Китинг, они позаимствовали четыре комплекта атомных часов и разместили их на пассажирских авиалайнерах. Часы проделали кругосветное путешествие сначала в направлении на восток, а затем на запад регулярными коммерческими авиарейсами. Пассажирские самолеты летают не слишком быстро: их скорость не превышает одну миллионную скорости света. Таким образом, эффект замедления времени на борту был очень маленьким, но часы были настолько точны, что могли отразить любое изменение, даже вот эту одну миллионную секунды в день. Было установлено, что после путешествия навстречу Солнцу все часы вернулись в США, отставая от атомных часов, находящихся в обсерватории, в среднем на 59 наносекунд (миллиардных долей секунды). А после путешествия в западном направлении часы спешили в среднем на 273 наносекунды. Эту разницу создало вращение Земли — оно вызывает замедление времени, как и предполагал Эйнштейн.
Подобный эксперимент проводил и доктор Кэрролл Элли из Мэрилендского университета. Он установил, что на время влияет не только человеческое восприятие, но и гравитация. Чем ближе к Земле, тем быстрее течет время. В эксперименте, который проходил зимой 1975 года, он использовал пару атомных часов. Одна группа ученых с атомными часами поднялась на воздушном шаре на 9000 метров над Чесапикским заливом. Другая группа с такими же часами осталась на земле. Часы, поднятые вверх, отстали на несколько миллиардных долей секунды от тех, что измеряли время внизу75.
Эти результаты вызывают дополнительные вопросы, связанные с течением времени в целом. Если время течет тем быстрее, чем ближе Земля, то вероятно, время течет быстрее для невысоких людей (с неизменным предположением, что именно мозг обрабатывает информацию). Действительно, вблизи более крупных объектов, таких как Солнце, скорость течения времени отличается от нашей. Секунда на Солнце равна 1,000002 земной секунды. Это приводит к разнице в одну секунду каждые шесть дней, или, грубо говоря, в одну минуту за год на поверхности Солнца по отношению к поверхности Земли. По приблизительным подсчетам, получается разница в два года каждый миллион лет. Таким образом, на протяжении существования Земли Солнце «отстало» на 9000 лет по отношению к Земле. Так как у каждой планеты своя масса и, соответственно, своя сила притяжения, логично заключить, что каждая планета имеет собственную шкалу времени.
Тот факт, что, чем ближе скорость частицы к скорости света, тем сильнее искажение ее субъективного времени, можно проверить, находясь гораздо ближе к нашему дому, нежели к Солнцу. Протоны известны как самые быстрые из простых частиц. Они составляют большую часть первичных частиц «солнечного ветра», порождающего гамма-лучи, и обладают невероятной энергией. Единицы измерения энергии частиц называются электронвольтами. Обычно энергия электрона, вращающегося в атоме, составляет несколько электронвольт. Энергия первичных частиц космических лучей составляет триллион электронвольт. Эти протоны несут столько энергии, что могут путешествовать со скоростью, равной 99,999999 % скорости света. Разница между скоростью протона с энергией в десять триллионов электронвольт и скоростью света составляет 3 м/с — это скорость пешехода. При энергии в 100 триллионов электронвольт разница составляет 3 см, а в 1000 триллионов электронвольт — 0,3 мм/с. В 1993 году обнаружили космический луч (состоящий большей частью из протонов) с энергией в 300 квинтиллионов электронвольт. Даже при 100 квинтиллионов электронвольт получается ошеломляющий коэффициент замедления времени — 100 миллиардов. Если закрепить на такой частице часы, они будут тикать через каждую сотню миллиардов тиков земных часов. Мгновение на этих часах будет длиться 3 тыс. земных лет. Но есть и еще не менее интересные факты!
Cygnus Х-3
