Выбрать главу

След като Айнщайн извел прочутото си уравнение, буквално милиони експерименти потвърдили правотата на революционните му идеи. Например GPS системата, която може да локализира вашето положение на Земята в рамките на няколко фута, няма да постига успех, ако не й се добавят корекции заради относителността. (Тъй като военните разчитат на GPS системата, дори генералите от Пентагона трябва да бъдат инструктирани от физици за Айнщайновата теория на относителността.) Часовниците на GPS наистина се променят, докато летят над Земята, както е предсказал Айнщайн.

Най-нагледната илюстрация на тази представа може да бъде открита в атомните акселератори, в които учените ускоряват частици до скорост, която почти достига тази на светлината. В гигантския ускорител ЦЕРН — Големия адронен колайдер, разположен в близост до Женева, Швейцария, протоните биват ускорени до мощност от трилиони електронволтове и се движат със скорост, която е много близка до тази на светлината.

За един ракетен учен светлинната бариера все още не е проблем, защото ракетите не могат да се движат със скорост от над няколко десетки хиляди мили в час. Но в рамките на един или два века, времеви период, през който ракетните учени обмислят сериозно да изпратят сонди до най-близката звезда (разположена на повече от 4 светлинни години от Земята), светлинната бариера постепенно може да се превърне в проблем.

Пробойни в теорията на Айнщайн

Десетилетия наред физиците се опитвали да открият пробойни в прочутия афоризъм на Айнщайн. Били намерени някои такива, но повечето от тях не били особено благодатни по посока на развитието на физиката. Например, ако човек кръстоса присвяткащи светлини през небесата, по принцип изображението на светлинния лъч може да надмине скоростта на светлината. За няколко секунди изображението на присвяткащата светлина се придвижва от една точка на хоризонта до срещуположната точка на разстояние, което се простира на стотици и хиляди светлинни години. Но това не е от значение, защото по този начин никаква информация не може да бъде предадена по-бързо от светлината. Изображението на светлинния лъч е надминало скоростта на светлината, но то не пренася енергия или информация.

Също така, ако разполагаме с ножици, точката, в която остриетата се пресичат взаимно, се движи толкова по-бързо, колкото по-далеч се намирате от точката на съединението. Ако си представим ножици, които са дълги една светлинна година, след това чрез затварянето на ножиците точката на пресичане може да се движи по-бързо от светлината. (И в този случай това не е от значение, защото точката на пресичане не пренася енергия или информация.)

Подобно на това, както споменах в четвърта глава, експериментът АПР дава възможност да бъде изпратена информация със скорост, което е по-голяма от тази на светлината. (Припомняме, че при този експеримент два електрона вибрират в унисон и след това биват изпратени в противоположни посоки, като се движат бързо. Тъй като тези електрони са кохерентни, между тях може да се изпраща информация със скорост, която е по-голяма от тази на светлината, но тази информация е произволна и вследствие на това — безполезна. Затова и АПР машините не могат да се използват за изпращане на сонди към далечни звезди.)

Интересното е, че най-важната пробойна е била направена от самия Айнщайн, когато създал общата теория на относителността през 1915 година. Това била теория, която оказала по-глобално влияние от специалната теория на относителността. Семената на общата относителност били посети, когато Айнщайн разглеждал една детска въртележка. Както видяхме по-рано, обектите се смаляват, когато доближат скоростта на светлината. Колкото по-бързо се движите, толкова повече се смачквате. Но в един въртящ се диск външната обиколка се движи по-бързо от центъра. (На практика центърът е почти неподвижен.) Това означава, че линеен стълб, поставен на ръба, трябва да се смали, докато линеен стълб, поставен в центъра, ще остане почти същия, затова повърхността на въртележката вече не е плоска, а изкривена. Така ускорението има следния ефект: то изкривява пространството и времето на въртележката.

В общата теория на относителността континуума пространство-време е тъкан, която може да се разтяга и свива. При някои обстоятелства тъканта може да се разтяга по-бързо от светлината. Помислете си за Големия взрив например, когато Вселената се родила по време на една космическа експлозия преди 15,7 милиарда години. Човек може да изчисли, че първоначално Вселената се е разширявала по-бързо от скоростта на светлината. (Това действие не нарушава специалната относителност, тъй като именно празното пространство — пространството между звездите — било това, което се разширявало, а не се разширявали самите звезди. Разширяващото се пространство не пренася никаква информация.)