Альберт Эвнштей мы двигаемся, тем медленнее тянется время. А чтобы лучше почувствовать этот эффект, нужно отправиться в путешествие по черной дыре, говорит астрофизик Крис Линтотт.
В 1971 году двое американских ученых, Джозеф Хафеле и Ричард Китинг, провели эксперимент, доказавший теорию Эйнштейна.
Они взяли четыре комплекта атомных часов, установили три из них на борту коммерческих авиалайнеров и дважды облетели вокруг света, сначала на восток, затем на запад.
Когда полет завершился, ученые сверили данные часов на борту. , с аналогичными часами, которые все это время оставались на Земле в Военно-морской обсерватории США. Как и ожидалось, разница на часах полностью совпала с прогнозами Эйнштейна.
Этот знаменитый полет, известный как эксперимент Хафеле-Китинга, доказал, что время действительно неуниверсальное — он может замедляться и ускоряться.
Теория относительности Эйнштейна также свидетельствует: чем ближе вы к центру Земли, тем медленнее тянется время. То есть для вашего лица время течет быстрее, чем для ваших ног (при условии, что вы стоите).
На вершине горы Эверест год будет примерно на 15 микросекунд короче, чем на уровне моря.
Эффект невероятно мал, но на больших расстояниях от Земли он становится важным. Система GPS со своими спутниками на высоте 20 000 км над Землей должна учитывать это, чтобы работать должным образом.
Но, несмотря на все эти явления, Земля в конечном счете остается маленькой планетой в большой Вселенной. Вокруг черных дыр, массивных космических объектов, гравитационное тяготение которых превосходит гравитационное тяготение любой планеты, эти релятивистские эффекты становятся более выраженными.
Чтобы понять, как это работает, представьте, что вы падаете в черную дыру . (Представим, что вы летите в волшебном космическом корабле, защищающем вас от неприятного эффекта «спагетификации», или сильного растяжения, которое происходит с любым объектом, приближающимся к черной дыре). Во время падения вы не заметите никакой разницы во времени. ни для себя, ни для тех, кто рядом. Глядя на часы или проверяя свой пульс, вы почувствуете устойчивый ритм, который секунда за секундой приближает вас к почти неизбежной гибели. Однако, если приборы вашего космического корабля позволяют вам оглянуться назад и увидеть Вселенную за пределами черной дыры, то вы заметите, что все вокруг двигается, как в ускоренном фильме.
Теперь измените перспективу. Представьте, что вы на космической станции, которая вращается на определенном безопасном расстоянии от черной дыры, и наблюдаете, как в дыру падает ваш коллега, которому не повезло.
Край черной дыры — это точка, из которой не могут ускользнуть даже те объекты, которые двигаются со скоростью света, поэтому очевидно, что коллега достигнет этой точки, а затем исчезнет.
Но сам процесс вас удивит: если он машет вам рукой, то вы увидите, что по мере падения в колодец черной дыры его движения будут все медленнее.
Часы, установленные снаружи космического корабля, будут медленнее часов. , установленный на вашей космической станции.
Этот эффект показан в фильме «Интерстеллар», где астронавты, исследовавшие планету рядом с черной дырой, теряются во времени.
В конце концов наш обреченный путешественник пересечет так называемый горизонт событий — точку попадающие туда объекты навсегда исчезают из нашего поля зрения. Это точка невозврата, и за ней путешественник будет двигаться в центр черной дыры.
Постепенно пространство и время будут искажаться. Считается, что внутри черной дыры существует сингулярность — точка, в которой гравитационное поле становится бесконечным, а непрерывная геометрия пространства-времени исчезает. Пространство и время в ней теряют всякое значение, а известные нам законы физики, которые их описывают, больше не действуют.
В этом смысле черная дыра может действовать как машина времени, позволяя любому храбрецу войти туда , чтобы путешествовать во времени до того, как пересечь горизонт событий, вплоть до момента создания самой черной дыры. времени не сможет воспользоваться этим трюком, чтобы приехать из будущего и посетить нас на Земле.