Розділ без назви (16)

Він над порожнечею північ простяг, на нічому Він землю повісив.

Йов 26:7

Славетні давньогрецькі й давньоримські епоси присвячені героям на кшталт Одіссея й Енея, які кидали виклик богам та нерідко обводили тих круг пальця. Для більш сучасних епічних героїв змінилося мало що.

Ейнштейн здолав тисячі років помилкового людського сприйняття, показавши, що навіть Бог Спінози не міг диктувати абсолютну волю простору й часу й що кожен із нас уникає цих уявних кайданів щоразу, як озирається довкола та спостерігає нові дива з-поміж зірок у небі. Ейнштейн брав приклад із геніїв мистецтва на кшталт Вінсента ван Гога й міркував з ощадливістю Ернеста Гемінґвея.

Ван Гог помер за п’ятнадцять років до того, як Ейнштейн розробив свої ідеї щодо простору та часу, проте його картини яскраво демонструють, що наше сприйняття світу суб’єктивне. Пікассо був достатньо нахабним, аби стверджувати, що він малює те, що бачить, навіть зображуючи образи розчленованих людей, частини тіла яких стирчать у різні боки, проте шедеври ван Гога демонструють, що для різних людей світ може виглядати дуже по-різному.

Так і Ейнштейн, наскільки мені відомо, уперше в історії фізики відверто заявив, що концепції «тут» і «зараз» не є універсальними й залежать від спостерігача.

Його аргументація була простою та ґрунтувалася на такому ж простому факті, що ми не можемо перебувати одночасно у двох різних місцях.

Ми звикли до відчуття, що ділимо спільну реальність із людьми навколо нас, оскільки, оглядаючись довкола, начебто переживаємо те саме. Проте це ілюзія, створена блискавичною швидкістю світла.

Коли я спостерігаю, як щось відбувається прямо зараз, скажімо, автомобільну аварію далі вулицею чи поцілунок двох закоханих під ліхтарем, повз яких я прохожу, усі ці події стаються не зараз, а радше тоді. Адже світло, що досягло моїх очей, відбилося від автомобіля чи закоханих трошечки раніше.

Так само, коли я фотографую чудовий краєвид, як щойно в Північній Ірландії, де я почав писати цей розділ, сцена, яку я зафіксував, тягнеться не лише в просторі, а радше в просторі і часі. Світло з віддалених приблизно на кілометр стовпоподібних скель Дороги Гігантів відбилося від них задовго (приблизно за тридцять мільйонних секунди) до того, як світло відбилося від людей на передньому плані, що видираються на шестикутні лавові плато, при цьому досягши моєї камери одночасно з ним.

Збагнувши це, Ейнштейн спитав себе, як дві події, які з точки зору одного користувача відбуваються у двох місцях одночасно, виглядатимуть для іншого спостерігача, який під час спостереження рухається щодо першого. У прикладі, який він розглядав, фігурували поїзди, оскільки він жив у Швейцарії в ті часи, коли майже щоп’ять хвилин із якоїсь швейцарської станції вирушали потяги практично в кожен інший куточок країни.

Уявіть собі зображену нижче картину, на якій блискавка вражає дві точки поблизу кінців поїзда, рівновіддалені від спостерігача А, який стосовно цих точок перебуває в стані спокою, та спостерігача Б, який сидить у поїзді, що рухається й проїжджає повз А в ту мить, коли, як пізніше встановлює А, відбулися удари блискавок:

Дещо пізніше А бачить два спалахи блискавки, що досягають його одночасно. Проте Б за цей час змістився. Тож світлова хвиля, що несе інформацію про правий спалах, уже встигла пройти повз Б, а світло, що несе інформацію про лівий спалах, іще до нього не дісталося.

Б бачить світло з обох кінців свого поїзда, і для нього спалах попереду відбувається до спалаху позаду. Оскільки він виміряв, що світло рухається до нього зі швидкістю с, а сам він перебуває посередині поїзда, він робить висновок, що правий спалах мав статися раніше за лівий.

Хто з них має рацію? Ейнштейну стало зухвалості стверджувати, що мають рацію обидва спостерігачі. Якби швидкість світла була подібна до інших швидкостей, Б, звісно, побачив би одну з хвиль раніше за іншу, проте він також побачив би, що вони прямують до нього з різними швидкостями (та, назустріч якій він рухався, наближалася б швидше, а та, від якої він рухався, — повільніше), і зробив би з цього висновок, що події трапилися одночасно. Проте оскільки згідно з вимірюваннями Б обидва промені світла наближаються до нього з однаковою швидкістю с, реальність, яку він собі вибудовує, зовсім інша.

Як зазначив Ейнштейн, для визначення того, що ми розуміємо під різними фізичними величинами, усе залежить від вимірювання. Можливо, уявити собі реальність, незалежну від вимірювання, було б цікавою філософською вправою, проте з наукової точки зору це безплідна лінія досліджень. Якщо А і Б обидва перебувають в одному місці в той самий час, вони обидва мають у цю мить виміряти те саме, проте якщо вони перебувають на відстані один від одного, майже все різко змінюється. Будь-яке вимірювання, яке може провести Б, каже йому, що подія в передньому кінці поїзда сталася раніше за подію в задньому, тоді як будь-яке вимірювання, яке виконує А, каже йому, що події сталися одночасно. Оскільки ані А, ані Б не можуть перебувати в обох місцях одночасно, їхні вимірювання часу в різних місцях залежать від спостережень у цих місцях, і, якщо ці спостереження ґрунтуються на інтерпретації того, що показує світло від цих подій, їхні визначення того, які з подій у різних місцях сталися одночасно, відрізнятимуться, при цьому вони обидва матимуть рацію.

«Тут» і «зараз» є універсальними лише для тут і зараз, проте не для «там» і «тоді».

• • •

Я не просто так написав, що різко змінюється «майже все». Хай як би химерно не виглядав наведений вище приклад, насправді все може бути значно химернішим. Інший спостерігач, В, що їде поїздом у протилежному до Б напрямку по третій колії, попри А та Б, дійде висновку, що подія ліворуч (у передній частині його поїзда) сталася раніше за подію праворуч. Іншими словами, спостерігачі Б та В побачать події в оберненому порядку. Що для одного було «до», для другого буде «після».