Истории будущего

Вот слегка подправленное описание его мысленного эксперимента. Вообразим, что Исаак стоит на железнодорожной станции и видит одновременно две вспышки молнии – одну в десяти километрах к востоку, а другую в десяти километрах к западу. Конечно, он знает, что вспышки на самом деле случились чуть ранее того, как он их заметил, поскольку свету требуется время для преодоления расстояния. Теперь вообразим, что Альберт находится в поезде, который идет на восток и проезжает через эту станцию как раз в миг одновременных вспышек. Согласится ли Альберт с Исааком в том, что вспышки произошли одновременно? Эйнштейн отвечает: «Нет!» Но почему?

Чтобы проехать десять километров до станции, требуется «световое время», и Исаак с Альбертом оба могут точно рассчитать, сколько времени понадобится: ведь они знают, что скорость света неизменна. Но еще им известно, что к тому времени, когда свет достигнет Исаака, поезд Альберта продвинется немного на восток. Это означает, что свету от западной вспышки молнии придется преодолеть чуть большее расстояние по сравнению со светом от восточной вспышки, прежде чем он достигнет Альберта в поезде. То есть Альберт увидит западную вспышку уже после восточной. Эта, казалось бы, малость обуславливает существенные различия. События, которые Исааку мнились одновременными, не являются таковыми для Альберта. Последний воспринимает восточную вспышку в своем «сейчас», а для Исаака она все еще отнесена в будущее. Эйнштейн показал, что часы одинаковой модели, отсчитывающие время одного и того же события, могут выдавать разные результаты – потому что они отсчитывают время в отчасти разных системах отсчета. (Причем те и другие идут правильно.) Велик соблазн заявить, что прав Исаак, поскольку он не двигается. Исаак и Альберт вообще-то мчатся в космосе, «верхом» на планете, поверхность которой вращается со скоростью около шестнадцати сотен километров в час (в зависимости от того, насколько близко вы находитесь к экватору), а сама Земля обращается вокруг Солнца со скоростью двадцать тысяч километров в час, тогда как Солнечная система вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью более восьмисот тысяч километров в час.

Обычно мы не замечаем эти временные аномалии, ибо редко сталкиваемся с объектами, которые движутся относительно нас достаточно быстро, чтобы прояснилось различие. Но все перечисленное вполне реально. Помню, как подростком видел по телевизору эксперимент, в ходе которого счетчиком Гейгера замеряли скорость радиоактивного распада небольшого куска урана. Раздавались регулярные щелчки. Затем уран помещали в центрифугу и вращали – очень, очень быстро, то есть он начинал двигаться намного быстрее, чем объекты вне центрифуги. Это обстоятельство помещало его в другую систему отсчета в сравнении с моей или с системой зрителей в телестудии. Теперь он двигался, подобно Альберту из мысленного эксперимента Эйнштейна, но намного, намного быстрее. По мере ускорения центрифуги счетчик Гейгера щелкал все медленнее. Для зрителей в телестудии время внутри центрифуги словно замирало. Подросток-«ботан» в моем лице был ошеломлен и очарован. Сегодня системы GPS должны учитывать эти тонкие различия, поскольку им нужно согласовывать принципиально различные системы отсчета – у спутников, летающих вокруг Земли, и в автомобилях, что перемещаются по поверхности планеты. Физики, которые работают на ускорителях частиц вроде Большого адронного коллайдера в ЦЕРН (по сути, это огромная центрифуга), тоже должны учитывать эти факты, ускоряя субатомные частицы почти до световых скоростей. В своей общей теории относительности, обнародованной в 1915 году, Эйнштейн показал, что гравитационные поля также способны искажать измерения пространства и времени. Эта идея подхвачена в фильме «Интерстеллар» (2014): герой фильма Купер путешествует сквозь черные дыры, плотнейшие среди известных нам комических объектов, а по возвращении домой выясняет, что его дочь стала на много десятилетий старше, чем он сам.

Как выкладки Эйнштейна влияют на наше понимание будущего? Прежде всего из них следует, что не существует надежного способа определить, когда заканчивается прошлое и начинается будущее. Ответы будут варьироваться в зависимости от того, где вы находитесь и как двигаетесь. Событие, происходящее в моем будущем, может относиться к вашему прошлому; наши определения будущего и прошлого зависят от наших систем отсчета. Они относительны.