Глава 6.
Относительность и абсолютность
релятивистских эффектов

Взгляд из кабины корабля

До сих пор мы смотрели на корабль взглядом с космодрома. А что если мы посмотрим немного иначе? Ранее говорилось, что все ИСО равноправны. Мы считали, что корабль движется относительно космодрома с постоянной скоростью, то есть он является ИСО.

Значит, если смотреть глазами экипажа корабля, можно сказать, что корабль стоит на месте, а космодром движется относительно него.

Что изменится? Если мы сохраним направление координатных осей таким, как оно было прежде, то изменится только направление скорости (рис. 8).

Рис. 8. Космодром и корабль меняются ролями. Теперь рассматривается движение космодрома относительно корабля

Это значит, что если мы будем выводить преобразования Лорентца для этой ситуации, скорость войдёт в формулы с противоположным знаком:

В части формулы (-v/c)² минус можно опустить, поскольку он всё равно уничтожается при возведении в квадрат. И мы получим те же самые преобразования Лорентца, что и в первом случае, вот только входящие в них координаты и моменты времени поменяются ролями: вместо больших букв (космодром) будут маленькие букваы (корабль) и наоборот.

То есть, с борта корабля события, протекающие на космодроме выглядят замедленно, а сам космодром - по направлению движения корабля - сплющенным (укороченным).

Возможно, у многих читателей тут же возникнет буря возмущений: как так! Мы слышали совсем другое. Надо сказать, совсем другое соответствует тому, что фантасты снабдили вас неверной информацией, о чём кратко пойдёт речь в следующей главе.

Как Пи-мезон осиливает двести метров?

Итак, вспомним: пи-мезон, нестабильная частица, время жизни которой 2.5·10^-8 секунды. За это время со скоростью света можно пролететь 7.5 метров.

Пусть в некоторой ИСО имеется два пункта: А и B, расположенные на расстоянии L друг от друга.

Разметка координат и направление осей и векторов показаны на рисунке 9.

Рис. 9. Путешествие корабля из пункта A в пункт B

Поскольку оба пункта покоятся, часы, расположенные в них, идут одинаково. Корабль вылетает из пункта A в момент времени T₁ со скоростью v. Через время ΔT = L / v корабль прибывает в пункт B, где часы показывают время T₂ = T₁ + ΔT = T₁ + L / v.

Часы корабля в момент вылета показывают время t₁, в момент прибытия: t₂.

Воспользовавшись преобразованиями Лорентца (для ситуации, когда корабль движется относительно космодрома) найдём:

Интервал времени между этими моментами времени:

У нас L / v = ΔT - время путешествия между пунктами по часам ИСО, в которой пункты неподвижны, а Δt - время, прошедшее за время путешествия по часам корабля: Δt = t₂ - t₁.

Таким образом, мы можем получить различные вариации этой формулы:

Из такой записи можно найти, какое расстояние в ИСО, связанной с пунктами, пройдёт корабль за собственное время Δt:

Δt ·v - ни что иное, как расстояние, которое пройдёт корабль по меркам своей собственной ИСО.

Как видно из формулы Δt ·v будет меньше, чем L, что и не странно, ведь корабль видит всё сжатым относительно себя.

Собственное время путешествия корабля меньше, чем время путешествия корабля, отмеренное по часам, неподвижным, относительно пунктов A и B.

Туда и обратно

А что будет, если корабль полетит обратно? Пусть в момент времени T₂ он отправляется обратно с той же скоростью и возвращается в пункт A в момент времени T₃ = T₂ + ΔT = T₁ + 2·ΔT