Идущий поезд „неподвижен"

Бездельничая в купе, пассажиры говорят:

—- До Бологого пять километров.

— Остался час до Ленинграда.

В таких сентенциях отсчет времени и расстояний всегда ведется от поезда. Это понятно. Пусть где-то на пути неожиданно лопнул рельс. Машинисту и пассажи­рам жизненно важно знать, далеко ли и с какой стороны это произошло именно от поезда. Расстояние же лопнув­шего рельса от Москвы или Ленинграда для обитателей поезда несущественны.

Поэтому пассажиры и машинист, пользуясь отсчета­ми «от поезда», склонны неосознанно применять принцип относительности и чувствовать себя неподвижными, а движущейся считать дорогу вместе со всеми станциями, Москвой и Ленинградом. Это им удобно. С этой точки зрения они могут нарисовать диаграмму движения. Как же изменится ее вид?

Да никак не изменится. Только система отсчета из прямоугольной сделается косоугольной. Старая ось вре­мени превратится в мировую линию Москвы. Мировая линия поезда станет новой осью времени t, на которой увеличится масштаб, то есть длина отрезков, изображаю­щих часы или минуты. Ось расстояний останется без перемен. А положение относительно поезда событий (ми­ровых точек) определится по прежним правилам: в пере­сечении вспомогательных линий, параллельных осям расстояний и времени.

Взгляните:

2016-02-03 21-27-34 Скриншот экрана

Здесь мировая точка А — удар молнии в рельс. Как видно из построения, он произошел в 2 часа 35 минут в тридцати километрах перед поездом.

Диаграмма дает возможность пойти навстречу не только обитателям экспресса Москва — Ленинград. Каждый поезд вправе объявить себя неподвижным, и это вполне поддается геометрическому изображению: надо только его мировую линию переименовать в ось времени. Для поездов, выходящих из Москвы (а заодно и для самой Москвы), пусть получится такая картина:

2016-02-03 21-29-03 Скриншот экрана

Все оси времени (Ot, Ot', Ot", Ot"'и т. д.) тут рав­ноправны, а ось расстояний у них общая.

Различие систем чисто условное — в масштабах вре­мени. Как же находить эти масштабы?

Отметив на одной из осей времени отрезок ОВ, со­ответствующий часу, проводим через точку В линию, параллельную оси расстояний. На всех остальных осях времени она отметит одновременные события, а значит, отсечет отрезки, равные часу.

Эта линия, указывающая масштабы систем отсчета, называется калибровочной.

2016-02-03 21-33-54 Скриншот экрана

Вот, пожалуй, и готов пространственно-временной мир Октябрьской железной дороги. Полную его картину (для обоих направлений) вы при желании легко нарисуе­те сами. В этом мире царит ньютоновское абсолютное пространство (ось расстояний единственная на все по­езда), присутствует абсолютное время (любая линия, параллельная оси расстояний, проходит через события, абсолютно одновременные во всех системах отсчета), узаконен галилеевский принцип относительности.

Так выглядит диаграмма равномерных прямых дви­жений, которые медленны по сравнению со светом. Мир доэйнштейновский.