Время и движение

Мы увидели, что постоянство скорости све¬та 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 непо¬движного. Если довольно простое рассуждение, которое привело нас к этому выводу, является верным, то не сможет ли чело¬век прожить дольше) находясь в движении, по сравнению с тем случаем, когда он оста¬ется неподвижным? В конце концов, если время течет медленнее для человека, находя¬щегося в движении, по сравнению с тем, кто остается в покое, тогда это различие должно распространяться не только на время, из¬меренное 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 продол¬жительности 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 лабора¬тории, разрушаются в ходе процесса, который очень напоминает радиоактивный распад, причем средняя продолжительность су¬ществования 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 на¬жимает на спусковой крючок и разлетается на электроны и нейтрино. Однако когда эти мюоны не сидят в покое в лаборатории, а мчатся в устройстве, называемом ускори¬телем частиц, который разгоняет их почти до скорости света, их средняя продолжи¬тельность жизни, измеренная учеными, рез¬ко 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 медлен¬нее, 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 на¬блюдатели видят, что движущиеся с боль¬шой скоростью мюоны живут гораздо доль¬ше, чем их неподвижные собратья, это свя¬зано 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 про¬читать 100 книг за время своей короткой жизни, то его мчащийся с большой скоро¬стью родственник сможет прочитать те же самые 100 книг, поскольку, хотя продолжи¬тельность его жизни увеличится по срав¬нению с неподвижным мюоном, скорость чтения, а также всего другого в его жизни уменьшится в такое же число раз. С точки зрения лабораторного наблюдателя это рав¬носильно 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 мчащих¬ся людей с их средней продолжительностью жизни, измеряемой веками. С их точки зре¬ния это будет обычная жизнь. С нашей точки зрения они будут жить в чрезвычайно замед¬ленном ритме и поэтому средняя продол¬жительность их жизни составляет огромный промежуток нашего времени.

Б. Грин