Научными изысканиями человечество занимается уже многие столетия. И если раньше все было более или менее понятно, а самое главное, обычный человек вполне себе представлял: если кто-то изобрел колесо, ветряную мельницу, паровой двигатель и так далее, все это, несомненно, здорово и пригодится ему в жизни. Современная наука забралась в такие дебри, что порой очень сложно объяснить важность того или иного открытия. Например, у всех на слуху общая теория относительности. Но почему физики постоянно проверяют ее на прочность, при чем тут время и каким боком затесалась гравитация? Попробуем разобраться.
Чем выше, тем непонятнее
Для начала информационный повод — японские ученые решили проверить утверждение Эйнштейна, что на удалении от поверхности Земли время ускоряется. Честно говоря, результат был предсказуем — великий физик был гением, из разряда тех, что рождаются раз в тысячелетие. И крайне редко ошибался. О времени у него вообще были очень передовые представления для того, извините за тавтологию, времени (конца XIX — начала XX века).Итак, согласно его предположениям, искажение поля пространства-времени связано с гравитацией (в упрощенном смысле — с силой притяжения, всемирным тяготением): чем она выше, тем медленнее течет время. Однако поскольку речь идет о крайне малых значениях, замер показателей с помощью обычных часов вряд ли что-то даст. Японские физики под руководством профессора Токийского университета Хидэтоси Катори использовали оптические атомные часы, которые «работают» от колебаний квантовых частиц. Точность их такова, что, для того чтобы они отстали всего на секунду, должно пройти как минимум 30 миллиардов лет. Два таких прибора синхронизировали и разместили один на первом этаже токийского небоскреба, второй — на его же смотровой площадке, находящейся на 450-метровой высоте. Далее самое интересное. Замеры показали: «высотные» часы стали идти быстрее на 5 стотрилионных долей секунды, чем те, что стояли внизу. За сутки разница составила примерно 4,3 наносекунды. Следовательно, за год верхние часы убегали бы вперед примерно на 1,6 микросекунды. Конечно, тут черт ногу сломит в расчетах, но суть понятна: сила гравитации действительно замедляет время.
Так что же получается? На Земле гравитация так себе — мелочи. Но в тех местах, где она достигает чудовищных значений (например, около черной дыры), время вообще должно течь, как кисель, а внутри нее вообще никуда не двигаться? Осмыслить такие вещи крайне сложно.
Что ты такое?
Но если вы думаете, что в отношении времени есть хоть что-то простое, кроме разве что циферблата часов, попробуйте сформулировать лично для себя, что такое время. После момента вполне понятной растерянности приходит мысль: нечто, отмеряющее срок существования, отдаляющее молодость и приближающее старость, а затем и смерть. Вот, собственно говоря, и все… Строго говоря, время — это даже не физическая величина, а форма протекания физических и психических процессов. В представлении ученых все еще сложнее. Точнее, относительно. Сам Эйнштейн, когда просили объяснить «для чайников», старался придумывать предельно простые аналогии. Для начала пытался юморить: «Теория относительности — это когда Цюрих остановится около этого поезда». Народ зависал (и немудрено), поэтому, в конце концов, родилось известное: «Подержите руку минуту на горячей плите, и эта минута покажется вам часом. А час, проведенный с милой девушкой, покажется минутой». Согласитесь, это хоть и пафосно, зато вполне удобоваримо.
Однако нельзя сказать, что до Эйнштейна никто не задумывался о том, что время течет неравномерно. Но, например, древние греки рассуждали об этом, так сказать, в эмпирическом смысле. Сейчас же нам известны просто поразительные факты о времени.
Чудеса, да и только
К примеру, 800 миллионов лет назад, в эпоху, которую называют «Земля-снежок», или криогенный период неопротерозойской эры, год на нашей планете длился 486 дней. В эпоху динозавров, сотни миллионов лет спустя, он уменьшился до 370 дней, а сейчас составляет 365. Земля вращается все медленнее — ее тормозит лунная гравитация. В итоге дни становятся длиннее (примерно на 1,7 миллисекунды за одно тысячелетие), а год — короче.Кстати, никакого момента, который можно было бы назвать временным определением «сейчас», на самом деле не существует, поскольку он постоянно ускользает, переходя в разряд прошедшего. Детально это выглядит так: на обработку данных рецепторами сетчатки глаза, а затем еще мозгом, переворачивание картинки и ее раскрашивание уходят доли секунды. Но за это время мир вокруг нас уже изменился. Более грубые детали: Луна, которую мы видим, как нам кажется, в данный момент времени, — изображение нашего естественного спутника секунду назад. Солнце мы видим таким, каким оно было 8 минут назад, а звезды какого-нибудь созвездия «устарели» не менее чем на несколько лет (столько идет свет от них, пока достигнет Земли).
На первой секунде
Как поется в песне: жизнь — это миг между прошлым и будущим. Но если бы вы знали, насколько это справедливо в космическом масштабе! Астрофизик Карл Саган придумал «ужать» историю Вселенной до условного календарного года. Ведь если просто сказать, что Вселенная зародилась 13,7 миллиарда лет назад, а человечество — 2,8 миллиона лет назад, то мы не сможем даже представить эти гигантские сроки, ведь для нас и 100 лет — целая вечность.Итак, по Сагану: Большой взрыв, положивший начало Вселенной, случился 1 января; возникновение Земли — 25 сентября; появление первых бактерий и водорослей на нашей планете — 9 октября; образование живых клеточных организмов (эукариотов) — 15 ноября; развитие кислородной атмосферы Земли — 1 декабря; первые насекомые и земноводные появились в период с 21 по 22 декабря; первые деревья — 23 декабря; первые динозавры — 24 декабря; первые млекопитающие — 26 декабря; первые птицы — 27 декабря, гибель динозавров — 28 декабря; первые приматы возникли 29 декабря, а первые люди — 31 декабря.
Любопытно, что, согласно этой схеме, динозавры жили на земле 4 дня — в реальности это 160 миллионов лет. А время человечества измеряется даже не днями, а минутами — первые люди появились примерно в 22.30 31 декабря. Повсеместное распространение каменных орудий произошло в 23.00. Первые города и цивилизации возникли в 23.59,35. Бронзовый век начался в 23.59,53. Железный век — в 23.59,54. Рождество Христово (начало нашей эры) — в 23.59,56. Эпоха Возрождения в Европе и эпоха великих открытий по всему миру — в 23.59,59. Вся наша современность, развитие науки и технологий, освоение космоса и, собственно говоря, то, что происходит сейчас, — это всего лишь первая секунда нового года. Вот уж точно — не думай о секундах свысока. И вот как теперь с этим жить-то?..
КСТАТИ
Сознание человека может самостоятельно искажать восприятие времени, которое то ускоряется, то замедляется. А может и вовсе останавливаться или идти «задом наперед». Временных иллюзий много, все они имеют свои названия, но не все — объяснения. Самая простая иллюзия — хроностазис, или ощущение застывшего времени. Возникает она тогда, когда мозг сталкивается с принципиально новым явлением или задачей и на секунду как бы «столбенеет», обрабатывая информацию чуть-чуть дольше обычного.
Фото pixabay.com
