📚 МемуаристЪ
Парадокс Эйнштейна и часы в туалете. Осознал сегодня утром
Вешал я тут часы в туалете, поскользнулся, ударился головой об унитаз и тут меня озарило. Серьёзно, Вы когда-нибудь задумывались как связана колесная пара паровоза с парадоксом близнецов Эйнштейна. Ну это когда один на ракете улетел, а через сто лет вернулся молодым. Любопытные там штуки со временем творятся.
Ну смотрите, про эйнштейновскую физику я узнал в детстве. Из книжки про телепатов. Тихо-тихо, не надо сразу тапками кидаться. Там какие надо телепаты были. Раз десять книжку перечитывал, очень она мне нравилась.
Хотя, звучит чудно. Был я в давние времена в посёлке Научный, это под Севастополем. Там удивительная обсерватория, советская ещё, на вершине горы. Место потрясающее, ученые говорили, что воздух с моря внизу смешивается с сухим воздухом горы и образует огромную линзу.
Небо там, действительно .удивительное, такого яркого ночного не встречал никогда. Да я впервые понял, что небо-то цветное, а не чёрное!
Была там ночная экскурсия, разруха в те годы была страшная, но научные сотрудники совершенно в дело влюблённые. И в трофейный телескоп дали посмотреть, а он размером в три этажа. И на склоне горы из переносных какие-то двойные звёзды смотрели.
Но дело не в этом. Заканчивалась экскурсия часовой лекцией про современные радиотелескопы, про космические телескопы и всякое такое. А вот когда объявили вопросы...
Первым делом спросили "а я Водолей, когда мне огурцы закатывать лучше" и "когда в Землю врежется планета Нибиру". Надо было видеть глаза замучанного научного сотрудника. Вот и с телепатами примерно так же, главное физикам про них не говорить.
Но книжка хорошая, детская. Какой-то фонд собрался исследовать дальние миры. Есть у них звездолеты с двигателями, которые раскочегариваются до известной доли скорости света. Не спрашивайте как.
Полетят эти корабли к далеким звёздам, искать пригодные для жизни планеты. Но одна беда, радиосвязь очень быстро закончится. И сигнал ослабевает быстро на межзвездных и идти он будет едва ли не дольше, чем летит корабль.
И вот фантастическое допущение. Что если перебрать огромное количество однояйцевых близнецов, то у некоторых обнаружится телепатия. Прям буквально слова из головы в голову говорить можно. Вот они в качестве живого радио на кораблях и поработают.
Запутал про что говорю и причем тут колёса от паровоза к эйнштейновской физике? Минутку терпения. До вполне научного парадокса Эйнштейна мы почти добрались, хоть и через телепатов.
Уравнения теории относительности говорят странное. Что если с Земли стартует ракета с одним близнецом, проболтается на почти световой скорости по галактике и вернется обратно... То на Земле ракету будет встречать лет через сто сильно постаревший близнец. А вот из ракеты выйдет близнец совсем молодой. Какое-то время у него, конечно, пройдет, но гораздо меньше, чем у земного близнеца.
Звучит это всё несколько дико, но физики клянутся и божатся, что ровно так и есть в природе. И вроде как даже удалось это отклонение времени померять на космических аппаратах и на спутниках, на которые навигаторы в телефонах смотрят, на том же нашем ГЛОНАССе.
И как ни странно, в детской книжке про братьев телепатов изложено очень близко к научной основе. Оно не удивительно, это же не современные поделки про космических принцесс и колдунов. Это Хайнлайн "Время звёзд", кажется, книжка называется. Отличная книжка из детства.
А теперь чего мне причудилось-то. Про туалет пошутил, понятное дело, вспомнился мне доктор Браун из "Назад в будущее", его это цитата. А вот мысль вполне моя, настоящая.
Вот любопытно - эти странные эффекты с замедлением времени следуют из довольно сложных уравнений релятивистской механики. Ну ровно потому, что проявляются они толком на почти световых скоростях и космических масштабах. Но можно ту же идею пощупать прямо на Земле, прямо на школьном курсе физики.
Знаете как машина поворачивает? Не задумывались? В повороте налево, например, левому колесу гораздо меньший путь надо проехать, чем правому. Ну внутри дуга дороги короткая, а для внешнего колеса длинная.
В детских машинках колесики на одной оси. Так вот такая машинка, строго говоря, поворачивать не может. Ну если колеса не проскальзывают по полу. Так и настоящий автомобиль с целой осью повернуть не может.
Почему? Да потому что внешнее колесо в повороте должно ехать быстрее, ему больший путь надо проехать. То есть, колеса должны крутиться с прилично разной скоростью!
Так в реальных машинах так и есть. Ось разрезана пополам, называется дифференциал. Внешнее колесо крутится быстрее, внутреннее медленее.
Давайте школьную формулу напишем. Чему равна скорость колеса? Ну, вроде, пройденный им путь поделить на время. Так.
А чему равен путь? Правильно - длина обода колеса, сколько оно за один оборот проезжает, помножить на число сделанных оборотов. Отлично.
Итого, наша формула, которая, может быть, круче формул Эйнштейна, очень простая. Скорость равна длина обода помножить на число оборотов, поделить на время.
А теперь вопрос - а как паровозы поворачивают? Там-то никакого дифференциала нет. Ось у колесной пары вполне себе целая труба. Что же, вагон повернуть не может по дуге никак? Но ведь поворачивает?
Смотрим на формулу, там разгадка. Время, за которое и левое и правое колеса пройдут поворот... ну вроде одинаковое. Число оборотов за время поворота у левого и правого колес тоже, вроде, одно и то же. Они ж на одной целой оси сидят.
Что тогда остается разное? Скорость-то у внешнего колеса должна быть прилично как выше. Остается размер. Ну другого в формуле ничего нет. Получается, что у поезда внешнее колесо должно стать больше внутреннего! Тогда большое колесо за то же число оборотов проедет больший путь и всё сойдется. Ну бред же, колеса, вроде, одинаковые.
Ничего подобного. У поезда ровно так и происходит. Во время поворота одно колесо становится больше, а другое меньше. Нет, не надо в дурдом, подождите, я всё объясню.
Нормальное колесо это такой плоский цилиндр. А вот колесо железнодорожное сведено слегка на конус. Ближе к оси диаметр колеса получается больше, а чем дальше, тем диаметр меньше.
Что происходит в повороте? Правильно, колесная пара слегка сдвигается, перекашивается. Внешнее колесо становится на больший диаметр, а внутреннее сползает по рельсу и становится на меньший диаметр. Получается, что у поезда с одной стороны колеса больше, а с другой меньше!
Кстати, это не только в повороте работает, но и на прямой. Например, начал поезд сходить с рельсов, ну повело его. И тут же колесо, пытаясь съехать с рельса, становится на больший диаметр. И немедленно начинает ехать быстрее по рельсу. Как бы автоматически возвращая вагон обратно в правильную колею.
Добрались до главного, держитесь за стул. Есть неочевидное объяснение эйнштейновского парадокса. Земля, конечно, тоже летит в космосе, но ракета пролетает за свое путешествие гораздо больший путь. А возвращается в ту же точку, в смысле, встречается с Землей опять плитами космодрома.
Получается, что Земля и ракета стартовали в один момент времени и встретились через сто лет при приземлении в один момент времени. Но прошли очень разные по длине пути. Как это может быть? Объяснение одно - разное течение времени.
Так и с колесной парой паровоза можно представить то же самое. Пусть у нас будет цельно-железная колесная пара. Ось целая, не разрезанная, как и у нормального паровоза. Но колеса не на конус, а обычные, цилиндрические, ровные.
Получается, внутреннее колесо у нас как Земля, проходит меньший путь. А внешнее колесо в поровороте - та самая ракета с нестареющим близнецом. Которой предстоит слетать к далёкой звезде и обратно.
Только скреплены они одной осью. Пусть длина этой оси пара метров или сотня парсек, разницы математически никакой. Как же повернет наш межгалактический паровоз? Невозможно?
Смотрим на формулу опять. Что там в числителе - длина обода, мы договорились что она у обоих колес нашего паровоза одинаковая, никаких конусов. Что еще - число оборотов. Оно тоже у обоих колес одинаковое, ось-то целая между ними.
Что осталось? Знаменатель - время. Чтобы скорость внешнего колеса (или ракеты с близнецом) оказалась выше, чтобы межгалактический паровоз с рельсов не выбросило, время должно быть разное.
Причем, в полном соответствии с Эйнштейном. Знаменатель у внешнего колеса в повороте должен быть меньше. Секунд, минут и часов должно пройти для него меньше. Ровно поэтому внешнее колесо... ббр.. в смысле внешний близнец... ббр.. в общем, Вы поняли - не стареет.
Запутал? Красиво? Эйнштейновские уравнения кажутся сложными и неочевидными и вывод про разное течение времени - ну не поверишь в такое сразу. А тут обычная школьная механика имени товарища Ньютона. А вывод, обратите внимание, ровно тот же.
Чтобы эдакий паровоз с нормальными, не коническими, колесами мог ехать - у него колеса в разном времени жить должны. То бишь, если на каждое колесо по наручным часам прикрепить, то они и время должны показывать разное.
Понятно, паровозов таких на Земле не бывает. Пока не бывает, по крайней мере. А вот если раскочегарить топку так, чтобы она хотя бы до половины скорости света разогналась.. Может что путное и выйдет. Ладно, пойду обратно часы вешать.
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Фантастика научная - это моя особая любовь в литературе: Кир ... | 8 | 7 | 28-06-2026 |
| 2 | Давай поговорим о теории машины времени Что если переместиться назад? ... | 0 | 7 | 19-07-2026 |
| 3 | Можно ли путешествовать во времени? Короткий ответ: в будущее — ... | 0 | 5.59 | 11-08-2026 |
| 4 | Молчание космоса объясняется не расстоянием. А тем простым обстоятельством, что ... | 0 | 4.68 | 19-09-2026 |
| 5 | - Какова наша скорость, Спок? - Варп три! Примерно от ... | 0 | 4.86 | 23-07-2026 |
| 6 | ⚛️ Физика, которая удивляет: время не одинаково для всех Представьте: ... | -1 | 7.09 | 17-08-2026 |
| 7 | Если вы держите в руках этот текст, значит, ваш нейронный ... | -3 | 6 | 11-07-2026 |
| 8 | ТЫ МОЖЕШЬ ПОПАСТЬ В БУДУЩЕЕ. И для этого не нужна ... | 0 | 5.37 | 24-08-2026 |
| 9 | 🕵♀Дело о поправке Эйнштейна: почему GPS не работает без теории ... | 0 | 7.85 | 11-09-2026 |