Эйнштейн. Теория относительности. Пространство - это вопрос времени.

Ласерна Давид Бланко

Чувствительность датчиков позволяла обнаружить изменения в угле наклона оси, сравнимые с толщиной волоса, если смотреть на него с расстояния 32 км. Окончательные результаты были опубликованы в мае 2011 года, когда руководитель проекта и сотрудник Стэнфордского университета Фрэнсис Эверитт сделал следующее заявление: «Мы провели этот важнейший опыт, чтобы подвергнуть испытанию модель мира, созданную Эйнштейном. И Эйнштейн прошел это испытание».

Миссией

спутника Gravity Probe В, запущенного на орбиту в 2004 году, было обнаружение воздействия массы и вращения нашей планеты на пространство-время. Спутник был оборудован четырьмя гироскопами, ориентированными в качестве контрольной точки на звезду IM Пегаса. Изменения в положении осей гироскопов доказали экспериментальную гипотезу.

Столетие спустя после открытия теория относительности вошла, наконец, в нашу жизнь. GPS-устройства определяют наше местонахождение, обрабатывая данные со спутников. Для того чтобы информация была точной, часы на орбите и часы на Земле должны быть синхронизованы. Если мы хотим уточнить наше положение в пределах 30 м, нужно помнить о двух релятивистских поправках. Во-первых, необходимо учесть запаздывание сигнала (7 микросекунд), вызванное скоростью спутника и описанное специальной теорией относительности, а во-вторых, его опережение (45 микросекунд), описанное общей теорией относительности и вызванное тем, что время течет тем быстрее, чем меньше плотность гравитационного поля (обратный эффект запаздывания, вызывающий сдвиг к красному спектру). Гравитация на высоте 20 000 км, на спутниковой орбите, слабее, чем на поверхности Земли. В новых системах позиционирования эти фазовые сдвиги нивелируются.

Главный удар по теории относительности был нанесен в сентябре 2011 года заявлением о предполагаемом выходе за пределы скорости света. Нейтрино, генерируемые в Большом адронном коллайдере, пронзили земную кору, достигнув подземных детекторов под самым высоким пиком Апеннинских гор – Гран-Сассо, в 100 км от Рима. После соответствующих расчетов экспериментаторы пришли к выводу, что нейтрино пришли на 60 наносекунд раньше времени. Эта новость была сообщена с большой осторожностью и воспринята с огромным скепсисом – особенно после того, как были обнаружены неполадки в механизме, синхронизирующем хронометры ЦЕРН и Гран-Сассо. В июне 2012 года ученые подтвердили, что опережение частиц было ошибкой измерения.

Но даже если предположить, что нейтрино пробили брешь в старой физике, теория относительности все еще сильна. Серия других экспериментов подтвердила базовые принципы теории с точностью, которую можно было бы назвать миллиметровой даже говоря о расстоянии от Земли до Луны. Идеи теории относительности вошли в плоть и кровь науки, и их следы останутся в ней навсегда. Точно так же, как ньютоновская физика находит свое применение, когда речь идет о скоростях, малых по сравнению со скоростью света, и о слабых гравитационных полях, физика Эйнштейна останется на отвоеванной территории.

Наука – словно шлифовальный станок: с каждым годом она добирается до все более точного описания мира. В идеях Ньютона угадывается сегодняшняя

физика, а квантовые и релятивистские теории позволяют рассмотреть все больше любопытных и неожиданных деталей. Кто знает, каким будет лицо физики через несколько десятков лет? Однако, вне всяких сомнений, эйнштейновские время, пространство и гравитация все так же будут озарены светом новых открытий.

Список рекомендуемой литературы

Bernstein, J., Einstein: el hombre у su obra, Madrid, McGraw-Hill, 1992.

Born, M. y Born, H., Ciencia у conciencia en la era atomica, Madrid, Alianza, 1971.

Einstein, A., La gran ilusion: las grandes obras de Albert Einstein, Hawking, Stephen (ed.), Barcelona, Critica, 2010.

Isaacson, W., Einstein, Su vida у su universe, Barcelona, Debate, 2008.

Kaku, М., Eluniverso de Einstein, Barcelona, Antoni Bosch, 2005.

Landau, L. y Rumer, Y., iQue es la teoria de la relatividad?, Madrid, Akal, 1995.

Pais, A., El senor es sutil: la ciencia у la vida de Albert Einstein, Barcelona, Ariel, 1984.

Penrose, R., et al., Formulas elegantes. Grandes ecuaciones de la ciencia, Farmelo, Graham (ed.), Barcelona, Tusquets, 2004.

Pyenson, L., Eljoven Einstein: el advenimiento de la relatividad, Madrid, Alianza, 1990.

Ruiz de Elvira, A., Cien anos de relatividad. Los articulos clave de Albert Einstein de 1905 у 1906, Tres Cantos, Nivola, 2003.

Sanchez Ron, J.M., El origen у desarrollo de la relatividad, Madrid, Alianza Universidad, 1983.

Thorne, K.S., Agujeros negros у tiempo curvo: el escandaloso legado de Einstein, Barcelona, Critica, 1995.

Указатель

«К электродинамике движущихся тел» 13, 46, 50, 62, 63, 75, 78, 81, 88

Е = mc² 8, 13, 81-82, 159, 164 GPS 12, 168

Gravity Probe В 168

Адлер, Фридрих 48, 88

Академия наук Прусская 89, 141, 151

Ампер, Анре-Мари 25, 27, 30, 34

Бальмер, Иоганн Якоб 142

Бернский университет 87-91, 158

Бернское патентное бюро 13, 39, 48, 50, 84, 88, 89, 91, 100

Бернштейн, Арон 22

Бессо, Мишель Анжело 42, 47, 50, 88, 93, 161

Бозе, Шатьендранат 147

Бор, Нильс И, 121, 139, 142-144, 149, 150

Борн, Макс 11, 63, 118, 142, 149, 150-152, 159

Броун, Роберт 49

Вайнберг, Стивен 11

Вебер, Генрих 36, 37, 41, 42, 61

Вейль, Герман 121

Вейман, Рей 137

Вигнер, Юджин 159

Винтелер, Йост 38, 151

Волна гравитационная 166

Вольта, Алессандро 23

Время собственное 109, 111

Высшее политехническое училище Цюриха 13, 36-38, 41, 43, 44, 48

Галилей 50-59, 64, 75, 78, 83, 96, 97

Гамов, Георгий 110, 139

Гаусс, Карл Фридрих 103-108

Гейзенберг, Вернер 11, 142, 144- 151

Геометрия дифференциальная 103, 104 евклидова 20, 107 неевклидова 100, 103

Герц, Генрих 33, 59

Гильберт, Давид 85, 116-121, 132

Гроссман, Марсель 42, 48, 100, 103