— Наша задача: долететь до звезды Эпсилон Эридана и вернуться в самое короткое время. Чтобы легче было считать, полетим полпути с разгоном, а вторую половину пути — с торможением. Ускоряться и тормозить будем с одинаковой силой. Тогда весь путь туда и обратно разобьется на четыре одинаковых участка: разгон — торможение туда и разгон — торможение обратно. Такой режим полета хорош еще с той точки зрения, что на борту ракеты всегда будет действовать сила тяжести. Только при разгоне она будет направлена назад по движению ракеты, а при торможении вперед. Лететь в таких условиях — одно удовольствие. Никто из пассажиров не будет страдать от невесомости. Особенно, если создать ускорение, равное 9, 81 м/сек2. (Или для простоты расчетов приближенно 10 м/сек2.) Тогда в полете мы будем чувствовать себя, как на Земле. Вес тела и окружающих предметов не изменится.[8]
Итак, предположим, что у нас есть и звездолет, и топливо, обеспечивающее постоянное ускорение.
Сколько же понадобится времени для того, чтобы пролететь половину расстояния?..
— Петя! — это голос Витькиной мамы. Она всегда удивительно кстати умеет вмешаться в самый интересный момент. — Петя! Подойди к нам, пожалуйста, на минутку.
Когда Петр Алексеевич ушел, Никола схватил раскрытую записную книжку.
— Стой, Витька, давай сами посчитаем, пока дядя Петя не пришел.
— Да ну, не стоит. — Витька поворачивается и кричит: — Па, ты скоро?
Но Николой уже завладела мысль. Он торопливо припоминает формулу ускоренного движения.
— Витька, Витьк, ты не помнишь формулу, ну, на физике нам еще рассказывали: если тело движется равномерно ускоренно, то его путь равен…
Виктор смотрит на приятеля бездумным взором, и Никола с досадой машет рукой. И тогда Витька вдруг без всякого труда объявляет:
— Путь равен произведению ускорения на квадрат времени, деленному на два.
— Правильно, — подтверждает Никола и с удивлением смотрит на товарища. А тот думает про себя: «Еще бы не правильно, если я про ускоренное движение четыре раза у доски отвечал…»
Но Никола уже торопливо записывает формулу и размышляет дальше:
— Значит, отсюда можно найти время… Оно будет равно корню квадратному из удвоенного расстояния, поделенного на ускорение. Вот так:
==-здесь была формула-==
Виктор придвигается к другу и внимательно следит за его расчетами. Еще бы, ведь это он вспомнил формулу. А после такой удачи любое дело своим собственным и интересным покажется.
Никола некоторое время шевелит губами, пальцами, записывает на уголке листочка длинные и унылые, как день без завтрака, строчки цифр. И наконец объявляет:
— Примерно сто тридцать шесть миллионов секунд.
— А сколько это?
— Это?.. Это примерно… четыре года, ну там еще один месяц и десять суток. А за это время корабль разгонится до скорости… Ну-ка, Витьк, формула скорости…
— Скорость равна произведению ускорения на время.
— Правильно, ну ты даешь! Здорово запомнил. Так, значит, скорость будет в десять раз просто больше… Это метры. А чтобы получить в километрах, надо сократить на тысячу. Во!
Виктор с напряжением следил за быстрыми расчетами Николы. А тот уже писал ответ:
— Во! Гляди, миллион триста шестьдесят тысяч километров в секунду!
— Чего, чего? — Виктор подпрыгнул в кресле и вцепился в плечо приятеля. — А как же сам говорил, что скорости быстрее света не бывает? А она триста тысяч километров в секунду. Что ж, твой корабль свет обогнал?
Но Никола и сам обнаружил несоответствие расчетов законам физики. И теперь усердно обгрызает авторучку.
— Что случилось? — к ребятам подошел Витькин отец. — Э-э-э, братцы, так считать нельзя. Когда вы имеете дело со скоростями, приближающимися к скорости света, ученые называют их субсветовыми или релятивистскими, формулы должны быть другими. Тут уже надо пользоваться теорией относительности.
Никола растерянно посмотрел на Петра Алексеевича.
— А если мы ее не знаем?
— Там ничего особенного нет. Просто формулы для расчета другие. И понятия не такие наглядные, к каким мы привыкли в нашем мире. Скорость света остается всегда постоянной, а время и расстояние меняются. Время для пассажиров ракеты, летящей с субсветовой скоростью, течет медленнее, чем для оставшихся на Земле, а расстояние сокращается.
Вот смотрите. Предположим, я остался, а вы улетели. К моменту, когда вы пролетите половину пути, на Земле пройдет:
8
9,81 м/сек2 — это ускорение свободно падающего тела в поле тяготения Земли. Если ракета будет лететь с таким же ускорением или замедлением, то космонавты будут чувствовать ту же тяжесть своего тела и окружающих предметов, что и дома, на Земле.