Никола Тесла – повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов. Олег Фейгин
– это безвоздушная среда, окружающая Землю и все другие планеты Солнечной системы, летящие по своим орбитам вокруг Солнца. В космосе также есть облака пыли и газа, которые астрономы называют туманностями. Плотность их ничтожна, но это уже «грязный» вакуум. Чистый вакуум можно найти вдалеке от звездных островов – галактик и звездных скоплений, но и там, на километры «пустого» пространства обязательно окажется один-два атома какого-либо вещества. Скорее всего, это будут атомы водорода – самого распространенного газа во Вселенной.
Оказывается, что скорость света абсолютно одна – эталонная – для вакуума (299 792 000 м/с) и немного другая в иных средах. Вот, например, вылетела мельчайшая частичка-волна света – фотон – из далекой звезды и попала в межзвездные облака. При этом скорость ее немного замедлилась. Вышла она в открытый космос – скорость опять стала эталонной. Достигла атмосферы Земли – скорость снова упала. Вошел фотон в стекло линзы телескопа – его движение замедлилось еще больше. Наконец, свет проник в глаз астронома, еще раз изменил в прозрачном зрачке свою скорость, попал на сетчатку и… исчез. Ведь фотоны существуют только в полете со скоростью света! Остановка для них – мгновенная смерть, вернее превращение в энергию других частиц. Если вас заинтересовали эти до сих пор во многом загадочные частицы света, обязательно прочитайте замечательную книгу академика С. И. Вавилова «Глаз и Солнце» [4].
Конечно, сразу же принять на веру один из главных релятивистских постулатов («постулат» от лат. postulare – «требование», «утверждение, принимаемое без доказательств») о постоянстве скорости света трудно. Для этого надо решительно переступить через повседневный опыт и здравый смысл. Если мы сравнительно легко понимаем относительность скоростей движения и покоя, то понятие независимости (или, как говорят ученые, инвариантности, то есть отсутствия вариантов) скорости света от движения системы отсчета сразу же вызывает какое-то внутреннее недоверие. Представьте себе путешествие в поезде, когда у ваших окон стоит другой состав. Если электровоз трогается с места очень плавно (это чаще присуще тепловозам), то трудно даже сначала сообразить, что же пришло в движение: соседний состав, перрон в противоположном окне или ваш поезд.
Мы уже привыкли, что при сближении и удалении скорости суммируются, а при движении в одном направлении – вычитаются. И если нам говорят, что фотоны, летящие со скоростью света друг другу навстречу, и сближаются с той же скоростью, то мы испытываем удивление, близкое к шоку. Тем не менее именно так и должно быть по теории относительности. Получается, что скорость света является предельной и ни одна скорость в природе не может быть больше нее. В общем-то, это понятно хотя бы из того, что по формуле Фицджеральда – Лоренца следует, что с увеличением скорости тела сокращается его длина в направлении движения и при достижении скорости света длина любого предмета должна сократиться до нуля. Попросту говоря, предмет