3

«На основании соотношений (2) и (3), — продолжает ученик, — можно построить и соответствующий график (кривая 2 на рис. 1) зависимости релятивистской V = L/T или мнимой скорости движения V/u = 1– u²/c², предсказываемой СТО, от истиной или классической скорости объекта u = L₀/T₀.

Рис. 1. Характер изменения скорости тела:
1 - согласно классической механике;
2 - согласно СТО Эйнштейна.

График функции, построенный в диапазоне значений V/u = 0…1, показывает, что даже при малых скоростях движения релятивистская и классическая механика (прямая 1 на рисунке) дают существенно расходящийся результат, а при больших, сопоставимых со скоростью света, обнаруживается их полное расхождение. А именно: в предельном случае u/c =1 классическая механика даёт скорость, равную скорости света, а релятивистская механика Эйнштейна даёт нуль.

«Похоже, ты прав, — делает вывод учитель. — Ибо полученный результат оказывается общим как для частной (СТО), так и для общей (ОТО) теорий относительности. Как известно, в классической теории тяготения Ньютона падение тела на лишённую атмосферы планету под воздействием силы тяжести сопровождается непрерывным увеличением скорости до некоторой предельной при столкновении тела с планетой. Последняя и радиус r «встречи» тела с планетой могут быть подсчитаны из баланса потенциальной и кинетической энергии тела по соотношению r₀ = 2GM/u². В ОТО, как это тоже широко известно, падение тела на «чёрную дыру» вблизи горизонта событий, ограниченного гравитационным радиусом r_g = 2GM/c², в противоположность «классике» замедляется и при достижении горизонта событий скорость падения становится равной нулю. Как будто со стороны «чёрной дыры» вдруг возникла неведомая сила отталкивания, которая в последний момент остановила падение тела, в точности уравновесив силу гравитационного притяжения. Но это, оказывается, даже не сила, а следствие всё того же релятивистского «растяжения или замедления времени», определяющего ускорение (вторую производную перемещения по времени) силы тяжести от «чёрной дыры»:
g = (GM/r²)(1 – 2GM/c²r)^–1/2.

В изложенном вся суть теории относительности и органически присущего ей и обсуждаемого здесь парадокса движения: чем больше мы увеличиваем скорость движения согласно «классике», тем меньшей она оказывается с позиций СТО. В частности, согласно «классике» при достижении горизонта событий падающее на «чёрную дыру» тело приобретает скорость, равную скорости света, а согласно СТО такое падение вообще прекращается.

Любопытно проследить, как спокойно и невозмутимо воспринимают этот парадокс некоторые авторитетные учёные-физики. В частности, в беседе с научным обозревателем «Известий» Сергеем Лесковым вице-президент Европейского астрономического общества, директор Астрономического института имени Штернберга, член-корреспондент РАН Анатолий Черепащук объясняет: «Космический корабль, достигший черной дыры, замедляется и, по нашим впечатлениям (читай: согласно ТО Эйнштейна, — прим. автора), застывает в пространстве. На самом деле (читай: согласно классическим представлениям, — прим. автора) он рухнул в черную дыру и начал путешествие по другим вселенным, где нет пространства, а есть только время».

Как видите, у беседующих не возникает, казалось бы, вполне естественных в таком случае вопросов: что же это за физическая теория, которая предсказывает не то, что есть «НА САМОМ ДЕЛЕ», а только «НАШИ ВПЕЧАТЛЕНИЯ», да и те — предполагаемые? какое отношение эта теория имеет к науке, вообще, и к физике, в частности? наконец, кому и зачем нужна такая теория?» — Прямо-таки, какое-то всеобщее умопомрачение в международном научном сообществе; ожившая сказка Андерсена о голом короле, на сей раз вполне учёном и официально утверждённым в этом статусе академической наукой».

«А король-то голый! — по закону жанра вновь включается в разговор школьник. — И причина парадокса движения, на мой взгляд, предельно ясна: соотношения (2) и (3) не удовлетворяют сформулированному выше необходимому условию ИДЕНТИЧНОСТИ законов релятивистского деформирования пространства и времени. Математически это требование в данном случае должно выглядеть так:
(4) L/L₀ = T/T₀ = f(u/c),
где f(u/c) — одна из двух функций, входящих в соотношения (2) и (3). Но какая?».