Einstein's Wild Thought Experiment
Когда солнце скрылось за холмами Марин-Хедлендс, Амара и ее отец стояли на ступенях средней школы Эверетта. «Смотри!» — сказала Амара, ее дыхание затуманилось в прохладном воздухе Сан-Франциско. «Оно почти исчезло! Мы видим, как оно исчезает прямо сейчас, в эту самую секунду?» Ее отец улыбнулся, поправляя лямку ее рюкзака на плече. «Это фантастический вопрос, Амара, но ответ немного странный».
«Что ты имеешь в виду?» — спросила Амара, сморщив нос. Её отец указал вверх, на последний луч солнца. «Ну, свету приходится преодолевать весь путь от Солнца, чтобы достичь наших глаз, и это не происходит мгновенно. На самом деле, это путешествие света занимает ровно восемь минут и двадцать секунд!» Он постучал по своим часам для акцента. «Так что солнце, которое мы видим исчезающим, на самом деле зашло более восьми минут назад».
Амара представила себе этот луч света, мчащийся сквозь черноту космоса. Эта идея породила другую — путешествие в прошлое, в другой город, полный башен с часами и булыжных мостовых. Тысяча девятьсот пятый год, Берн, Швейцария. В маленькой квартире молодой человек боролся с той же самой идеей: скоростью света.
Его звали Альберт Эйнштейн, и пока он работал в патентном бюро, его разум часто витал где-то совершенно в другом месте. Он не думал о патентах на швейные машины или пишущие машинки. Он был занят проведением диких экспериментов в своем воображении, задавая вопросы, которые никто другой не догадался задать.
«Что произойдет, если я смогу оседлать луч света?» — размышлял он, глядя в окно. Юный Эйнштейн знал, что ставить под сомнение всё — ключ к пониманию. Как он позже скажет: «Главное — не переставать задавать вопросы. Любопытство имеет свою собственную причину для существования».
В своем воображении он мчался рядом со световой волной, двигаясь с невозможной скоростью сквозь космос. Если бы он поднес зеркало, что бы он увидел? Он рассудил, что, поскольку он движется с той же скоростью, что и свет, свет от его лица никогда не достигнет зеркала, и его отражение исчезнет! Этот простой мысленный эксперимент привел его к революционному выводу: скорость света является константой, космическим пределом скорости, который ничто не может превысить.
Эта умопомрачительная идея изменила всё наше представление о Вселенной, от времени и пространства до самой гравитации. Сегодня теория относительности Эйнштейна необходима для технологий, которыми мы пользуемся каждый день. Спутники GPS, вращающиеся вокруг Земли, движутся так быстро, что их внутренние часы идут немного медленнее, чем часы на Земле; без поправки на относительность GPS вашего телефона ошибался бы на несколько миль каждый день!
Вернувшись в свежие сумерки Сан-Франциско, Амара оживилась. «Ух ты!» — выдохнула она, поворачиваясь к отцу. «Значит, когда мы видели, как солнце исчезло, мы смотрели на восемь минут в прошлое!» Отец ухмыльнулся, гордо кивая. «Именно! Вы путешествовали во времени, просто глядя в небо».
«Вот почему GPS работает!» — продолжила Амара, её мысли неслись вскачь. «Спутники похожи на крошечные часики, летящие очень быстро, поэтому их время немного искажается, совсем как представлял Эйнштейн!» Её отец достал телефон, показывая ей карту. «Верно», — сказал он. «Каждый раз, когда ты используешь это, чтобы найти дорогу в The Grind за горячим шоколадом, ты используешь смелую идею Эйнштейна».
«Значит, время и пространство связаны, и они могут меняться в зависимости от того, как быстро ты движешься», — подытожила Амара, её разум гудел. «Это и есть главная идея», — согласился её отец, положив руку ей на голову. Затем он поднял маленький камешек со ступенек. «Но это приводит к ещё большему вопросу: если скорость может искривлять время, что делает с ним гравитация?»