Время и движение

Мы увидели, что постоянство скорости свеѓта ведет к тому, что движущиеся световые часы будут идти медленнее, чем неподвижные. Согласно принципу относительности, это должно быть справедливо не только для световых, но и для любых других часов, т. е. это должно быть справедливо для самого времени. Для наблюдателя, находящегося в движении, время течет медленнее, чем для непоѓдвижного. Если довольно простое рассуждение, которое привело нас к этому выводу, является верным, то не сможет ли челоѓвек прожить дольше) находясь в движении, по сравнению с тем случаем, когда он остаѓется неподвижным? В конце концов, если время течет медленнее для человека, находяѓщегося в движении, по сравнению с тем, кто остается в покое, тогда это различие должно распространяться не только на время, изѓмеренное с помощью часов, но и на время, отсчитанное по ударам сердца, и на старение организма. Недавно было получено прямое подтверждение того, что это действительно так, правда, речь шла не о средней продолѓжительности жизни человека, а о свойствах частиц микромира - мюонов. Однако здесь есть одна хитрость, которая не позволяет нам объявить, что найден источник вечной молодости.

Мюоны, находящиеся в покое в лабораѓтории, разрушаются в ходе процесса, который очень напоминает радиоактивный распад, причем средняя продолжительность суѓществования мюона составляет две миллионных доли секунды. Это разрушение представляет собой экспериментальный факт) подтвержденный огромным фактическим материалом. Все это выглядит так, как если бы мюон жил с пистолетом, приставленным к виску; когда он достигает возраста в две миллионные доли секунды, он наѓжимает на спусковой крючок и разлетается на электроны и нейтрино. Однако когда эти мюоны не сидят в покое в лаборатории, а мчатся в устройстве, называемом ускориѓтелем частиц, который разгоняет их почти до скорости света, их средняя продолжиѓтельность жизни, измеренная учеными, резѓко увеличивается. Это действительно происходит. При скорости 298 000 км/с (примерно 99,5 % скорости света) время жизни мюона увеличивается в десять раз. Объяснение, согласно специальной теории относительности, состоит в том, что 'наручные часы', которые носят мюоны, идут гораздо медленѓнее, чем лабораторные часы. Поэтому спустя долгое время после того, как лабораторные часы покажут, что мюону пора нажимать на спусковой крючок и погибать, часы, которые носит мчащийся мюон, будут показывать, что до рокового момента еще далеко. Это весьма непосредственная и очень яркая демонстрация влияния движения на течение времени. Если бы люди носились с такой же скоростью, как мюоны, продолжительность их жизни возросла бы во столько же раз. Вместо того чтобы жить семьдесят лет, люди жили бы 700.

Где же подвох? Хотя лабораторные наѓблюдатели видят, что движущиеся с больѓшой скоростью мюоны живут гораздо дольѓше, чем их неподвижные собратья, это свяѓзано с тем, что для мюонов, находящихся в движении, время течет намного медленнее. Это замедление времени распространяется не только на часы, которые они носят, но и на все виды их деятельности. Например, если неподвижный мюон может проѓчитать 100 книг за время своей короткой жизни, то его мчащийся с большой скороѓстью родственник сможет прочитать те же самые 100 книг, поскольку, хотя продолжиѓтельность его жизни увеличится по сравѓнению с неподвижным мюоном, скорость чтения, а также всего другого в его жизни уменьшится в такое же число раз. С точки зрения лабораторного наблюдателя это равѓносильно тому, что движущийся мюон живет медленной жизнью; он живет дольше, чем неподвижный мюон, но 'количество жизни' останется тем же самым. Такой же вывод, конечно, будет справедлив и для мчащихѓся людей с их средней продолжительностью жизни, измеряемой веками. С их точки зреѓния это будет обычная жизнь. С нашей точки зрения они будут жить в чрезвычайно замедѓленном ритме и поэтому средняя продолѓжительность их жизни составляет огромный промежуток нашего времени.

Б. Грин