fil przyr5 5

44 • PIĘKNO WSZECHŚWIATA gwiazdy krążące wokół siebie). W ciągu ostatnich osiemdziesięciu lat przeprowadzono różne doświadczenia tego rodzaju. Potwierdziły one, że prędkość światła pochodzącego zarówno od poruszającej się gwiazdy. Jak i od gwiazdy znajdującej się w spoczynku jest taka sama. Wynosi 1080 milionów kilometrów na godzinę. Dzięki zastosowaniu coraz doskonalszych urządzeń pomiarowych otrzymano niewiarygodnie dokładne wyniki. Co więcej, w ostatnim stuleciu przeprowadzono wiele doświadczeń, pozwalających na bezpośredni pomiar prędkości światła w różnych warunkach, a także na sprawdzenie słuszności wielu omówionych niżej wniosków, wynikających z owej szczególnej właściwości światła. Wszystkie eksperymenty potwierdziły, że prędkość światła jest wartością stałą.

Jeśli trudno nam przyjąć tę cechę światła, pocieszmy się, że nie Jesteśmy osamotnieni. Na przełomie wieków fizycy bardzo się starali odrzucić tę hipotezę. Bezskutecznie. Einstein natomiast przyjął ową cechę światła z zadowoleniem, ponieważ rozwiązywała ona paradoks, który gnębił go od czasów, kiedy był nastolatkiem: niezależnie od tego. Jak usilnie próbowalibyśmy dogonić promień świetlny, on zawsze będzie się od nas oddalał z prędkością światła. Nie da się choćby troszeczkę zmniejszyć prędkości światła, nie mówiąc już o spowolnieniu go tak, aby wydawało się stacjonarne. Dyskusja skończona. Triumf nad owym paradoksem nie był małym zwycięstwem, lecz - co uświadamiał sobie Einstein - oznaczał upadek fizyki newtonowskiej.

Konsekwencje odkrycia prawdy

Prędkość to miara odległości, jaką pokonuje obiekt w danym przedziale czasu. Jeśli znajdujemy się w samochodzie poruszającym się z prędkością 100 kilometrów na godzinę, oznacza to, oczywiście, że po godzinie przejedziemy 100 kilometrów, W takim ujęciu prędkości nie ma nic nadzwyczajnego i można by się zastanawiać, po co narobiliśmy tyle szumu wokół prędkości piłek, kul śnieżnych i fotonów. Zauważmy Jednak, że pojęcie odległości wiąże się z przestrzenią. Dokładniej, odległość Jest miarą ilości przestrzeni znajdującej się między dwoma punktami. Zwróćmy również uwagę na to, że pojęcie trwania łączy się z czasem - Jego upływem między dwoma zdarzeniami. Istnieje więc ścisły związek prędkości z pojęciami przestrzeni i czasu. Gdy ujmiemy to w ten sposób, zauważymy, że wynik doświadczeń, jakim Jest stwierdzenie stałej prędkości światła, zaprzeczający intuicyjnemu pojmowaniu prędkości, podważa również nasze wyobrażenia o przestrzeni i czasie. Z tego właśnie

PRZESTRZEŃ, CZAS I OBSERWATOR • 45

powodu owa dziwna cecha prędkości światła zasługuje na dokładną analizę. Doprowadziła ona Einsteina do niezwykłych wniosków.

Czas: część I

Wiedząc, iż prędkość światła Jest stała, można niemal bez trudu wykazać, że mamy błędne wyobrażenie na temat czasu. Wyobraźmy sobie negocjacje przywódców dwu walczących ze sobą narodów. Siedzący na przeciwległych końcach długiego stołu prezydenci doszli właśnie do porozumienia, ale żaden nie chce podpisać ugody Jako pierwszy. Sekretarz generalny Organizacji Narodów Zjednoczonych podsuwa genialne rozwiązanie. W połowie odległości między dwoma prezydentami umieści się żarówkę, która początkowo będzie wyłączona. Gdy.się ją zapali, światło równocześnie dotrze do obu przywódców, ponieważ siedzą oni w tej samej odległości od żarówki. Obaj prezydenci zgadzają się podpisać układ w chwili, kiedy zobaczą światło. Plan zostaje zrealizowany i ku satysfakcji obu stron prezydenci podpisują porozumienie.

Sekretarz generalny, zadowolony z sukcesu, postanawia zastosować wymyślone przez siebie rozwiązanie w przypadku dwóch innych skłóconych państw, które również zdecydowały się osiągnąć porozumienie. Prowadzący negocjacje prezydenci, Jak poprzednio, siedzą po dwóch stronach stołu. Jedyna różnica polega na tym, że stół znajduje się w pociągu jadącym ze stałą prędkością. Prezydent Przodostanu siedzi, Jak wskazuje nazwa, przodem do kierunku jazdy, natomiast prezydent Tyłostanu - tyłem. Wiedząc, że prawa fizyki są takie same niezależnie od stanu ruchu, o ile ruch się nie zmienia, sekretarz generalny nie zważa na drobną różnicę i do przeprowadzenia ceremonii znów używa żarówki. Obaj prezydenci podpisują porozumienie i wraz z kręgiem swoich doradców świętują zakończenie wojny.

W tym momencie dociera wiadomość, że między obywatelami obu krajów, którzy oglądali ceremonię podpisania traktatu z peronu na zewnątrz jadącego pociągu, rozgorzały walki. Pasażerowie pociągu z konsternacją przyjmują wiadomość, że u źródeł konfliktu legio przekonanie obywateli Przodostanu. iż zostali oszukani, ponieważ ich prezydent podpisał porozumienie wcześniej niż prezydent Tyłostanu. Skoro wszyscy w pociągu - przedstawiciele obu stron konfliktu - zgadzają się. że traktat podpisano równocześnie, Jak to możliwe, by zewnętrzni obserwatorzy sądzili inaczej?

Zastanówmy się nad tym, co widzi obserwator stojący na peronie. Początkowo żarówka w pociągu nie świeci, po czym w pewnej