Существенная разница состоит в том, что на борту «Красного смещения» эти явления можно наблюдать при легко достижимых скоростях.
Сокращение длин. Объекты, двигающиеся мимо вас со скоростями, составляющими значительную часть скорости света, кажутся сжатыми в направлении движения. (Разумеется, с точки зрения движущегося наблюдателя, сжатыми будете казаться вы; тот факт, что вы не ощущаете никакого сжатия, есть проявление самой сути теории относительности — результат наблюдений зависит от положения наблюдателя.)
Допплеровское смещение. Объекты, быстро удаляющиеся от вас, изменяют свой цвет, который смещается к красной (нижней) части спектра. Цвет приближающихся объектов смещается в сторону фиолетового (верхнего) конца спектра. Эти смещения могут быть так велики, что свет оказывается вообще вне видимой части спектра. То же самое относится и к звуку, только формулы в этом случае несколько другие. Звук от приближающегося источника делается более высоким, от удаляющегося — более низким.
Гравитационное красное смещение. Когда свет выходит из гравитационного поля, он теряет энергию, и цвета сдвигаются к красному концу спектра. Когда свет входит в гравитационное поле, цвета сдвигаются вверх, к фиолетовому. Эти сдвиги могут вывести свет за пределы видимого спектра. Если в, поле с большим градиентом гравитации фонарь, поднятый над головой, светит голубым цветом, то этот же фонарь будет светить красным светом, если опустить его на уровень груди.
Искривление световых лучей. В десятом слое гиперпространства свет движется медленно. Как и в нормальном пространстве, он подвержен гравитации, поэтому заметно отклоняется книзу. За счет искривления света вы можете принять искривленную поверхность за плоскую, выпуклую за вогнутую, и т. д. Надо привыкнуть обращаться с фонариком так, как вы обращаетесь с поливальным шлангом на Земле.
Увеличение массы. Когда скорость объекта приближается к скорости света, его масса возрастает (с точки зрения неподвижного наблюдателя). Поэтому для ускорения этого объекта требуется все больше и больше энергии, и он не может достичь скорости света, хотя и может неограниченно к ней приближаться. Результатом заметного увеличения массы при заметном уменьшении ускорения является сохранение энергии.
Система отсчета. Все явления и измерения в вашей собственной инерциальной системе отсчета кажутся нормальными (хотя измерения, проведенные наблюдателями, находящимися в разных системах отсчета, могут не совпадать).
Одновременность. Никакие два наблюдателя, движущиеся независимо друг от друга, не могут прийти к согласию относительно одновременности двух событий, происходящих в разных точках пространства. Наблюдатели всегда будут согласны друг с другом по поводу причинно-следственных связей, никто из них не может наблюдать следствие раньше, чем причину. Однако они не смогут согласиться друг с другом по поводу разнесения событий в пространстве-времени.
Звуковые ударные волны. Звуковые ударные волны не относятся к релятивистским явлениям. Когда объект на сверхзвуковой скорости проносится мимо неподвижного наблюдателя, на того немедленно и практически мгновенно обрушивается весь звук, порожденный движущимся объектом с момента начала движения. На борту «Красного смещения» дама, занимающаяся бегом трусцой, может обрушить звуковую ударную волну на людей, мимо которых она пробегает.
Скорость света. Свет в локальной системе отсчета всегда движется с одной и той же скоростью (хотя, с точки зрения внешнего наблюдателя, скорость света изменяется) — это есть следствие растяжения времени.
Растяжение времени. С вашей точки зрения, время идет медленнее у людей, движущихся мимо вас со скоростями, сравнимыми со скоростью света. В соответствии с общей (но не специальной) теорией относительности эти люди видят, что ваше время течет быстрее (это связано с так называемым парадоксом близнецов). Кроме того, гравитационное поле замедляет время пропорционально силе гравитации. Это означает, что на нижних уровнях корабля время течет медленнее, чем на пассажирских палубах. Если вы хотите сократить путешествие и согласны вытерпеть повышенное тяготение, на «Красном смещении» для таких случаев имеется несколько специальных купе. Если же вы не прочь растянуть полет (в вашем субъективном времени), мы можем предложить вам купе с пониженным тяготением на седьмом уровне. Настоятельно рекомендуем всем пассажирам организовывать свой распорядок согласно главным бортовым часам.

КАК Я ИЗОБРЕТАЛ «КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ»
Я знаю, что вы сейчас скажете. Вы скажете: «Меня не проведешь. Он выдумал все, от начала и до конца. Нет никакой Занагаллы, правда, Вирджиния?»
Может, и так. А может, и не так. Но я сейчас не хотел бы говорить о Занагалле. И о погоде тоже. Давайте поговорим о «Красном смещении».
Обязательно найдутся читатели, которые станут придираться к предположениям, сделанным мной в этой книге. Я уже слышу, как кто-то говорит: «А как же молекулы газа, а?»
Да, я понимаю, что молекулы газа обычно движутся быстрее скорости звука. И если их движение замедлить так, как диктуют принятые мной гипотезы, газы перестанут быть газами. Но давайте вернемся к этому позже.
Ладно, принимаю следующий вопрос. Я прямо вижу, как вы машете рукой:
— А как же, а как же — электроны на орбитах вокруг ядра?
Правильно. Здесь тоже возникает много проблем. Я знаю, что электроны движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Если их замедлить, то… но об этом тоже чуть позже.
А теперь, извините, прошу пока не задавать вопросов.
Все дело в том, что мне пришлось для удобства сделать несколько допущений, второстепенных для главной линии романа. Без этих допущений основная идея была бы куда менее интересной. Я понимаю, что этого, вообще-то говоря, делать нельзя. Я понимаю, что для некоторых читателей это переводит книгу в жанр «фэнтези» — книгу, которую я отношу к самой научной из написанной мной научной фантастики. Что ж, можете подать на меня в суд. Просто я полагал, что ради такой идеи можно пойти на некоторые вольности.
К тому же я совсем не отвергаю критику такого рода. Наоборот, я был бы рад, если бы мой роман вызвал полемику. И еще я надеюсь, что эти научные вольности не помешают вам на время забыть о своем недоверии.
Оставшаяся часть этой главы посвящена истории эволюции «Красного смещения». Может быть, я смогу все это прояснить. А с другой стороны…
Допустим, мимо вас пробегает некая дама, причем так быстро, что ее тело сжимается в направлении движения (если подобные рассуждения кажутся вам заумными, то не стоит читать дальше. Попробуйте посмотреть какое-нибудь введение в теорию относительности, может быть, оно понравится вам больше. Во всяком случае, в этой части книги я ничего не выдумываю. Честное слово!).
Хорошо. Вы представили себе, что мы находимся в такой среде, где легко столкнуться с релятивистскими эффектами уже при малых скоростях.
В этой среде бегунья обнаружит, что люди, мимо которых она пробегает, сжимаются в направлении ее движения. Неподвижные часы будут спешить — конечно, на самом деле это ее внутренние часы пойдут медленнее. Как и в парадоксе близнецов, бегунья будет медленнее двигаться во времени, чем ее сестра, которая сидит в кресле возле бассейна и дышит хлоркой. Если наша дама будет бежать достаточно быстро, то в ее жизни будет проходить всего секунда за то время, что ее неподвижная сестра станет старше на целую минуту. Иначе говоря, она замедлит процесс собственного старения — выходит, бег действительно полезен для ее здоровья! Итак, беги, спасая свою жизнь.
К созданию «Встреч на «Красном смещении» меня подтолкнула идея описать мир, где релятивистские эффекты проявляются при малых скоростях. Мне хотелось рассказать о том, как развивалась эта идея, на какие мысли меня навело ее развитие, в какие тупики я заходил и к каким уловкам прибегал, чтобы из них выйти, и какие вопросы я так и не сумел до сих пор разрешить. Это может заинтересовать писателей, собирающихся построить фантастическую среду на одном единственном допущении, или читателей, которые любят искать логические дыры или прослеживать все возможные следствия. А также коллекционеров всякой ерунды.
Начиная «Встречи на «Красном смещении», я ставил перед собой несколько задач. Во-первых, сама идея благотворно повлияла на мою способность удивляться, и я хотел того же для моих читателей. Во-вторых, где, как не на «Красном смещении», порассуждать о красном смещении (шутка) и тому подобных вещах. И потом было любопытно разобраться, как такая среда влияет на повседневную жизнь людей. Ведь если в литературном произведении нет людей, это уже не проза, а скучная статья. Такая, как глава, которую вы сейчас читаете.
Объяснения подобного рода всегда связаны с риском, что некоторые читатели могут утратить интерес к книге. Многие зрители, например, обращают больше внимания на технику, чем на содержание фильма, если им до этого подробно объяснили, как в Голливуде работают над спецэффектами. Но я все-таки решил, что найдутся читатели, которым будет интересно содержание. К тому же я лично ничем не рискую.
Идею о том, что эффекты теории относительности могут проявляться на скоростях, которых легко достигают люди, можно реализовать двумя способами: предположить, что люди способны двигаться очень быстро (это звучит довольно дико, да и найти хоть какие-то обоснования для такой модели очень сложно), или же допустить, что скорость света может кардинально уменьшиться. Я выбрал второй вариант. Совершенно наугад я написал цифру: десять метров в секунду — это чуть медленнее, чем нынешний мировой рекорд в беге на 100 метров. Для того чтобы обосновать понижение скорости света, я ввел гипотезу, о существовании многих слоев пространства, образующих гиперпространство, и предположил, что при переходе в каждый следующий слой скорость света уменьшается. Нулевой слой — это наше, хорошо знакомое всем пространство-время. В «таблице 1» приведены размеры основных частей «Красного смещения».
Для того чтобы эти слои приносили пользу, я предположил также, что расстояния между соответствующими точками тоже сокращаются при переходе в следующий слой, причем еще в большей степени, чем скорость света. В результате путешествие со скоростью света в каждом следующем слое занимает вдвое (я так выбрал коэффициенты) меньше времени. Например, полет со скоростью света в десятом слое эквивалентен полету со скоростью в 1024 раза большей скорости света в нашем, нормальном, пространстве. Хотя космические корабли и не могут, конечно, достичь в десятом слое десяти метров в секунду. Быстрая связь осуществляется с помощью хорошо защищенной аппаратуры, помещенной в пятнадцатый слой (я предположил, что слои, начиная с одиннадцатого, все более опасны для человеческой жизни из-за снижения устойчивости молекул). В «таблице 2» приведены относительные размеры и скорости в различных слоях гиперпространства. Чтобы получить практическое представление об этих размерах, возьмите всех пассажиров гиперкосмического корабля и выложите их цепочкой: голова одного к ногам другого, и так далее. Так-вот если вы это сделаете… вряд ли они снова с вами полетят.
Предположение о том, что Вселенная состоит из дискретного набора слоев гиперпространства — это моя собственная, ни на чем не основанная выдумка. Но я думаю, что, для того чтобы четко и недвусмысленно опровергнуть эту выдумку, понадобится несколько, лет (по крайней мере человеку с моими наклонностями и моим уровнем знаний). Все идеи в книге основаны на медленном движении света в слоях гиперпространства. Там, где я не боялся вступить в противоречие с известными фактами, я подбирал цифры так, чтобы сделать релятивистские эффекты как можно более выраженными. Ведь многие авторы не боятся гипертрофированно усиливать те или иные тенденции в обществе, чтобы более ярко представить нам те или иные черты этого общества (например, что будет, если все покрасят волосы в синий цвет?).
Гиперкосмический корабль «Красное смещение» располагается в десятом слое, чтобы быстро перемещаться между очень далекими друг от друга точками. Я постарался сохранить в десятом слое известные нам законы физики в неизменном виде. Единственное отличие — скорость света составляет десять метров в секунду, а не десять в восьмой степени метров в секунду (согласитесь, это гораздо интереснее, чем понизить эту скорость, допустим, до десяти в седьмой степени метров в секунду).
Раз уж я предположил, что люди когда-нибудь научатся закручивать пространство так, чтобы переноситься (транслироваться) между слоями гиперпространства, почему бы не допустить, что они тем же способом сумеют создавать комфортабельную силу тяжести на корабле? Раз искривленное пространство порождает гравитацию в точности, как большая масса вещества, то можно, наверно, обойтись и без массы? Самому «Красному смещению» я придал форму шара, наподобие небольшой планеты, со сферическими уровнями этажами. При этом искусственная сила тяжести притягивает обитателей корабля к центру, а не к внешним стенкам, как при обычном методе борьбы с невесомостью путем закручивания (который все равно неприменим к сфере).
В среде, где скорость света составляет десять метров в секунду, бегущий человек будет замечать релятивистское сокращение размеров окружающих его предметов. Кроме того, ему покажется, что часы в неподвижной системе отсчета идут быстрее. Кстати, для тех читателей, которые полагают, что неподвижные часы должны идти медленнее, с точки зрения бегуна, замечу: среда, о которой идет речь, совсем не среда, описываемая СТО, в которой два наблюдателя, находящиеся в инерциальных системах отсчета, движутся относительно друг друга. Здесь присутствует гравитационное поле, а бегун движется по круговому коридору корабля (следовательно, с ускорением), поэтому ситуация относится не к СТО, а к ОТО.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37