Архив рубрики: На вращающемся стадионе

Свежее желе

Заметное растяжение времени требует колоссальных оборотов центрифуги, а значит, гигантских центробеж­ных сил, которые мгновенно превратят машину в пыль, а путешественника — в мокрое место.

В одном шутливом фантастическом, рассказе при­веден именно этот трагический случай: некий ученый, пожелавший самолично испытать сверхпрочную центро­бежную машину времени, был извлечен из нее в виде желе.

Все-таки испытание прошло небезуспешно: было доказано, что время в машине действительно замедли­лось— от внешнего года до двух внутренних суток. По­тому что выгруженное из машины желе оказалось абсолютно свежим.

Этот печальный исход ставит крест на центробежной машине времени как средстве человеческого путешест­вия в завтрашний день. Однако он не отвергает других способов прыжка в будущее. Наиболее безопасен сверх­быстрый космический полет с возвратом к месту старта.

Вспомните космонавток Аллу и Эллу из одиннадца­той главы. Они мчались друг относительно друга пря­молинейно и равномерно, и для каждой другая старела медленнее. Но когда одна из космонавток (допустим, Алла) повернула ракету назад и догнала улетевшую подругу, именно вернувшаяся космонавтка оказалась моложе.

Этому факту теперь можно дать новое объяснение: Алла совершила путешествие, подобное движению ста­диона в космической карусели или желе в центробеж­ной машине времени. А Элла, продолжавшая прямое движение, была в роли оператора машины или болель­щика у оси космической карусели.

Благодаря гигантской относительной скорости полета время для Аллы замедлится очень заметно. Алла мо­жет оказаться моложе Эллы на год, на десять лет, на миллион лет и при этом останется жива и здорова. Под­считано, например, что космонавт, вылетевший с Земли и пролетавший 40 лет (своих) с вполне терпимым уско­рением 2g, вернется на Землю через 10 000 земных лет! Правда, для подобного полета требуются неправдоподобные запасы топлива, но аналогичное путешествие на дистанцию в 300 лет выглядит более или менее допу­стимой фантазией.

А значит, вы, дорогой читатель, как раз таким спо­собом и прилетели в 2292 год на сотую Олимпиаду.

Между тем там разворачиваются весьма любопытные события. Нам пора туда вернуться.

Шаг через века

Сведениями, добытыми на сотой Олимпиаде, я вос­пользуюсь, чтобы выполнить обещание, данное в начале этой главы,— объясню, каким способом вы, человек XX века, не старясь, попали на Олимпийские игры в XXIII век.

Теоретически (и фантастически) для обгона столе­тий годится устройство, называемое центробежной ма­шиной времени. Войдя в нее, погружаешься в замедлен­ное время: сутки в машине равны году или столетию вне ее. Степень замедления зависит от настройки.

На пульте машины есть регулировочная ручка. Опе­ратор ставит ее на цифру «2» — время внутри машины течет вдвое медленнее, чем снаружи. Поставил ручку на «1000» — время в машине замедлено в 1000 раз. Удобно и практично. Кроме того, на пульте размещены всевозможные экраны, кнопки, телефоны. Есть еще люки для передачи пищи тем, кто находится внутри. Пользоваться этими люками придется не часто: при времени, замедленном в тысячу раз, обитатель машины будет обедать раз в три года (это, разумеется, наши, внешние три года, которые для него, сидящего в ма­шине, составят одни сутки).

Ну, снаружи мы машину оборудовали. А внутри она устроена еще проще. Ничего таинственного и нового.

Открываем двери. Входим. Видим внутри карусель. Да-да, опять карусель, но маленькая, сказочно сверх­прочная, способная крутиться с гигантским числом обо­ротов (что-нибудь порядка десятка миллионов в секун­ду) . Или, если хотите, центрифуга — наподобие той, в которой тренируют космонавтов, только неизмеримо более быстрая.

Ручка регулировки темпа времени соединена с редуктором — чем быстрее вращение карусели, тем мед­леннее в ней течет время.

Действие машины понятно всем, кто внимательно прочитал предыдущие страницы. Время в ней тормо­зится по той же причине, по какой оно тормозилось, с точки зрения болельщиков у оси, на стадионе косми­ческой карусели. Вот и весь секрет.

Недавно физики устроили лабораторную модель центробежной машины времени — попросту вращающийся диск, вроде проигрывателя. И сумели зафикси­ровать растяжение секунд на движущемся крае диска. Получено подтверждение эйнштейновского предсказа­ния даже при вращении со скоростью долгоиграющей пластинки. Каждая секунда края стала дольше секунды центра на миллионные доли от одной миллиардной доли.

Как проводятся столь тонкие опыты, я расскажу потом. А пока немножко огорчу вас: человеку путешест­вовать в будущее в таких машинах, к сожалению, не удастся. И вот почему.

Реабилитация спринтера

При проектировании космической карусели обсуж­дались, быть может, два варианта ее конструкции. В первом предлагалось спицу жестко скрепить с осью (как в колесной паре железнодорожного вагона), что­бы ось вращалась вместе со спицей. Это удобно и про­сто. Однако по непонятным причинам был принят вто­рой, менее удачный вариант — спица надета на ось свободно и кружит вокруг нее в подшипнике (вроде велосипедного колеса). Так и сделали карусель. И, за­пуская ее, ось установили неподвижной относительно звезд. (Как это устроили, я не знаю, но, допустим, устроили.)

Спица стала двигаться относительно оси и, следова­тельно, относительно звезд. Благодаря такой конструк­ции карусели Клио (тому, кто сидит на неподвижной оси) особенно ясна причина разногласий в оценке забега Клиотти. Ведь ось неподвижна, а стадион относительно нее движется. В любой достаточно малый отрезок вре­мени можно считать, что стадион движется относительно оси равномерно и прямолинейно. Значит, Клио может вспомнить частную теорию относительности и учесть релятивистские эффекты. По его отсчету продольные (пер­пендикулярные к спице) длины стадиона будут короче, секунды же стадиона — дольше. Соответственно, дистанция забега Клиотти короче, длительность забега больше, чем для него самого и для окружающих его бдительных и пунктуальных судей.

К такого рода поправкам мы, кажется, уже привык­ли с одиннадцатой главы (Сверхбыстрые приключения — прим. ред.).

Значит, для Клио разница в длинах и длительностях стадиона ясна.

Поэтому он знает, что в собственном времени и рас­стоянии стадиона Клиотти поставил-таки рекорд. Судьи правы.

Но как объяснить это вам и болельщикам, сидящим на спице? Вы ведь неподвижны относительно стадиона. Стадион и вы покоитесь в одной и той же жесткой системе отсчета. И тем не менее и вы и болельщики отме­тили те же самые изменения стадионного времени и стадионной длины, что и движущийся относительно стадиона Клио.

Почему?

Именно потому, что вертится космическая карусель. Именно потому, что движение стадиона не прямоли­нейное.

Публика, сидящая на спице рядом с осью, в каждый момент времени имеет меньшую скорость относительно оси, чем обитатели стадиона, укрепленного на самом конце спицы. Это понятно всем, кто хоть раз в жизни вертел пращу или закидывал удочку: конец лески с гру­зилом и крючком движется быстрее, чем ее начало, привязанное к удилищу.

А раз ваша скорость относительно оси мала, то и релятивистские эффекты относительно оси ничтожны. Во всяком случае, приближаясь по спице к оси, вы можете свести их на нет.

Вот резко утрированный пример. Стадион на 300-ки­лометровой спице делает 30 оборотов в секунду. Тогда он мчится относительно оси со скоростью 100 тысяч километров в секунду. Треть скорости света! Релятивист­ские эффекты стадиона с оси вполне заметны. А зри­тель, сидящий на спице в метре от оси, плетется относи­тельно оси всего лишь со скоростью звука. И никаких релятивистских эффектов практически нет.

Словом, раз уж вы — болельщик, сидящий на спице у оси, то у вас метры такие же, как у Клио, и ваши секунды такие же, как у Клио. А поэтому ваша точка зрения и точка зрения Клио на метры и секунды ста­диона практически совпадают. Если для него стадион­ные сантиметры укорачиваются, значит, и для вас тоже, если для него стадионные секунды удлиняются, значит, и для вас тоже.

Рекорд под вопросом

На стадионе — состязания спринтеров-землян. Судьи отметили рулеткой стометровку, сверили свои сверхточ­ные секундомеры (все измерительные приспособления были заранее сравнены с эталонами из Всемирной па­латы мер и весов). И вот — выстрел, старт, щелчки се­кундомеров. Рванулась восьмерка бегунов. И спустя не­сколько секунд—бурный финиш.

Судьи на стадионе единодушно фиксируют победу человекоподобного робота Клиотти... Это— внук Клио! Чемпион пробежал стометровку за семь и две миллион­ных секунды. Абсолютный мировой рекорд! Прежний рекорд, установленный на Земле, был чуть-чуть хуже.

На стадионе ликование. Победителя обнимают, ка­чают.

Однако некоторые болельщики, наблюдавшие забег издалека, с трибун у оси космической карусели, не со­гласны с оценкой судей. По их мнению, соревнование проведено неверно. Во-первых, дистанция бега отмече­на с ошибкой — на ничтожную долю миллиметра короче ста метров. Во-вторых, время, за которое Клиотти про­бежал дистанцию, на столь же крошечную часть секун­ды больше, чем заявили судьи. А раз так, то никакого абсолютного мирового рекорда нет. Клиотти, хоть и по­бедил, но не вышел в абсолютные чемпионы.

Надо сказать, что болельщики, сидящие у оси, сде­лали свои оценки отнюдь не на глазок. Они распола­гали точнейшими угломерными инструментами, идеаль­ными сверхсекундомерами. Вы, сидя рядом с ними, тща­тельно проверяли их измерения. Клио, находясь на оси, тоже проверял и сам все измерял. Точность оценок, та­ким образом, была гарантирована. С другой стороны, на стадионе измерения тоже были исполнены безуко­ризненно.

И вот шум, волнения. Болельщики с оси кричат:

— Эй вы, там, внизу! Сапожники! На мыло!..

Судьи хранят олимпийское спокойствие, но постаревший и поумневший Клио, обрадованный победой внука-чемпиона, возмущен:

— Самих вас на мыло! Не знаете теории относитель­ности!..

И на этот раз Клио прав. Болельщики у оси напрас­но нервничают. Несмотря на справедливость своих оце­нок, они зря обвиняют судей в ошибках. Никаких оши­бок нет, рекорд установлен по всем правилам. А спор возник по прежней, уже традиционной для этой книж­ки, причине: не учтены особенности системы отсчета.

Путевка в XXIII век

Любой современный читатель этой книжки, даже семидесятилетний старец (если таковой среди читате­лей найдется), может, в принципе, поспеть на сотую Олимпиаду, которая состоится, как я уже говорил, летом 2292 года. Для этого не нужно погружаться в ана­биоз, обретать бессмертие или фантастическое долго­летие. Нужно только совершить некое путешествие. О том, что подобное теоретически возможно, помнит, вероятно, каждый, кто читал одиннадцатую главу (Сверхбыстрые приключения — прим. ред). Через несколько страниц я обещаю вернуться к этой теме. А пока прошу вас вообразить себя счастливцем, запо­лучившим туристскую путевку на сотую Олимпиаду.

Итак, прозвучали фанфары, взлетели флаги. В от­крытом космосе вдали от планет вертится космическая карусель: один стадион на спице с противовесом кру­жит вокруг оси. Туристов, конечно, много, места для них мало, поэтому вся конструкция использована под трибуны. Скамейки всюду — и вокруг стадиона, и на спице, и на оси.

Теперь внимание.

Вы—болельщик. Сидите на скамье трибуны, кото­рая укреплена на спице у самой оси. И кружите во­круг оси вместе со спицей.

Вам не очень удобно. Тяжести почти нет — вы ведь рядом с осью, и центробежная сила мала, ибо она за­висит от радиуса вращения, а радиус этот для вас не­велик. Далеко «под вами» прикреплен к той же оси олимпийский стадион, и вы смотрите на него в бинокль (или даже в телескоп).

Разумеется, вам хочется «вниз», на стадион — в при­вычную тяжесть, к полю. Но все близкие места заняты, и вам поневоле приходится обозревать игры издалека, с птичьего полета.

Еще одно (приятное) известие. Наш старый знако­мый Клио, бывший космический пират, исправился, остепенился, обзавелся многочисленным семейством и тоже явился на Олимпиаду.

Он работает тут на должности механика, следит за исправным вращением стадиона и строгой неподвиж­ностью оси. (Если ось будет шататься, на стадионе на­рушится постоянство центробежной силы, создающей тяжесть, и состязания пойдут насмарку). Очень ответ­ственное дело у старого Клио! Оно осложнено тем, что сооружение ни на чем не укреплено — витает в межпла­нетном пространстве.

Рабочее место Клио — на оси. А вы — на спице око­ло оси. Поэтому он может переговариваться с вами, сверять часы, делиться впечатлениями. В этой своеоб­разной обстановке вам и предстоит познакомиться с лю­бопытными особенностями общей теории относитель­ности.