Преодолевая пространство и время

Самым скоростным аппаратом, запущенным человеком с Земли, на данный момент является американский аппарат «Новые горизонты». Он был запущен со скоростью чуть более десяти миль в секунду ещё в 2006 году. Этому чуду техники понадобится ещё пять лет, чтобы долететь до Плутона. 11 лет путешествия – это всё ещё в пределах нашей Солнечной Системы! Ясное дело, что с современной техникой о путешествиях человека в другие звёздные системы и уж тем более в другие галактики речи пока быть не может. Сначала человек должен покорить скорость.
Что мы знаем о скорости? Скорость – это величина, которая показывает, за какое время материальная точка преодолевает некоторое расстояние в пространстве. Разделим пространство на время – получим скорость. Но так ли всё просто?
Вы привыкли считать, что время и пространство – неизменны. Неважно, где вы находились и что делали – вы всегда считали секунду секундой и милю – милей, причём никогда не связывали эти понятия друг с другом. Но это неверно. Время и пространство являются частями одного целого, в своё время это доказал Альберт Эйнштейн. Полотно пространства-времени может изменяться.
Буду оперировать наглядными примерами. Форд «Англия» летит вдоль железнодорожных рельс со скоростью 50 миль в час. Поезд Хогвартс-Экспресс догоняет его по этим рельсам со скоростью 80 миль в час. Если бы пассажир Форда измерил скорость, с какой движется поезд относительно него, то отметил бы, что это – 30 миль в час. Всё верно.
И этот параметр – время. На скорости, близкой к скорости света, время очень сильно замедляется. Оно и вовсе останавливается, достигнув скорости света.
Космонавты, неважно сколько времени проведшие на земной орбите, возвращаются на Землю несколько моложе, чем если бы они находились всё это время на Земле. Но эта разница не очень значительна. Чтобы замедлить процесс старения, нужно двигаться со скоростью, близкой к скорости света. Допустим, вы на такой скорости отправились в двадцатилетнее путешествие по галактике. На Землю вы вернётесь на тысячи лет позже! Вот так – во Вселенной вопрос скорости первичен, ведь скорость меняет саму материю пространства-времени. Такова вкратце суть специальной теории относительности.

Из неё вытекает общая теория относительности. И здесь самым важным открытием стало понимание гравитации. Открыл понятие гравитации ещё Ньютон, осознав сакральный смысл падения яблока в яблоневом саду. Гравитация – это сила тяготения, действующая между предметами, обладающими массой. Благодаря гравитации тела остаются на Земле и не разлетаются с поверхности. Благодаря гравитации Земля вращается вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли. Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном, и по сей день даёт прекрасное объяснение понятию поведения тел в обычных обстоятельствах. А Альберт Эйнштейн продвинул теорию тяготения на гигантский шаг вперёд, вынеся её в космические масштабы. Согласно ему, массивные тела, такие как звёзды, искривляют пространство вокруг себя. Эта кривая – и есть гравитация.

- Прошу обратить внимание на плакат. Большие тела, такие как Солнце, затягивают поверхность пространства-времени в «гравитационный колодец». Менее массивные тела, например Меркурий, создают куда менее значительную складку на ней.
Тела, слишком сильно натягивающие материю пространства-времени, могут её и разорвать. Так появляются чёрные дыры. Это очень интересное явление, однако мы его рассмотрим уже в следующем году.

А пока ещё есть время, давайте вернёмся к тому, с чего начинали - путешествия во Вселенной.
С подвластными нам скоростями жизни не хватит, чтобы совершить межзвёздый полёт. Но так ли всё безнадёжно? Общая теория относительности допускает гипотетическую возможность существования так называемых «червоточин», или «кротовых нор» в пространстве-времени, представляющих собой туннель в пространстве.

- Гипотеза о возможности существования червоточины основана на положении о криволинейности пространства-времени и соответственно, теоретической возможности его «складывать». С помощью червоточины можно оказаться на расстоянии хоть пяти миллиардов световых лет от Земли за кратчайшие сроки, куда быстрее, чем свет по своему обычному пути сможет дойти дотуда. А так как у пространства-времени две составляющие, то червоточина – это туннель не только сквозь пространство, но и сквозь время. Идея о машине времени, умеющей переносить нас во времени, более чем оправдана теоретически. Но насколько реально возможно существование червоточины? В то время, как магглы ломают голову над тем, как создать червоточину, маги научились трансгрессии. По своей сути это есть не что иное, как путешествие с сильно ограниченными возможностями по небольшой червоточине. Научиться трансгрессировать может только достаточно взрослый и грамотный волшебник, а экзамен по трансгрессии сдают не ранее совершеннолетия. Но на трансгрессию существуют ограничения по дальности перемещения. Волшебное сообщество не остановилось на достигнутом, и в итоге магам стали доступны перемещения с помощью порталов – это тоже своеобразная червоточина, но в пределах Земли. Однако, создать портал могут только волшебники с исключительными способностями. Какими способностями нужно обладать, чтобы управлять пространством-временем как вздумается, остаётся только догадываться. Подумайте об этом, когда будете готовить ваше домашнее задание.

Урок 8.