fil przyr5 6

46 * PIĘKNO WSZECHŚWIATA

chwili rozjaśnia się, wysyłając promienie świetlne w kierunku obu prezydentów. Z punktu widzenia osoby na peronie prezydent Przo-dostanu zbliża się do wysłanego światła, natomiast prezydent Tyło-stanu się od światła oddala. Obserwatorzy na zewnątrz pociągu zauważają, że promień świetlny przebywa krótszą drogę, zmierzając do prezydenta Przodostanu, dłuższą zaś - do prezydenta Tyłosta-nu. Stwierdzenie to nie dotyczy prędkości światła. Zauważyliśmy Już bowiem, że niezależnie od tego, czy źródło lub obserwator Jest w ruchu, światło przemieszcza się zawsze z taką samą prędkością. Opisujemy tylko, Jaką odległość, z punktu widzenia obserwatorów na peronie, musi pokonać błysk światła, aby dotrzeć do każdego z prezydentów. Ponieważ jest ona mniejsza w przypadku prezydenta Przodostanu, a prędkość światła zmierzającego w kierunku każdego z przywódców pozostaje niezmieniona, światło dociera najpierw do prezydenta Przodostanu. Dlatego właśnie obywatele tego kraju twierdzą, że ich oszukano.

Gdy sekretarz generalny, obaj prezydenci i wszyscy ich doradcy oglądają nadawaną w wiadomościach relację naocznego świadka, nie wierzą własnym uszom. Wszyscy są zgodni co do tego, że żarówkę zamocowano dokładnie w połowie odległości między prezydentami i wysłane przez nią światło przebyło bezdyskusyjnie tę samą odległość. Ponieważ światło porusza się w prawo i w lewo z tą samą prędkością, sądzą - zresztą widzieli to na własne oczy - że światło dotarło do obu prezydentów Jednocześnie.

Kto ma więc rację: pasażerowie pociągu czy ludzie na peronie? Każda z grup wiarygodnie przedstawiła swój punkt widzenia. Odpowiedź brzmi: rację mają obie grupy. Podobnie jak w przypadku Adama i Ewy, dwojga mieszkańców kosmosu, każda z obserwacji jest prawdziwa, choć przedstawione opisy wydają się sprzeczne. Mamy więc do czynienia z ważną kwestią polityczną: czy prezydenci podpisali układ jednocześnie? Obserwacje i rozumowanie przedstawione powyżej w nieunikniony sposób prowadzą do wniosku, że według pasażerów pociągu tak się właśnie wydarzyło, natomiast zgodnie z opinią tych, którzy stali na peronie, było wręcz przeciwnie. Innymi słowy, zjawiska zachodzące zdaniem jednych obserwatorów w tym samym czasie z punktu widzenia innych nie są Jednoczesne, Jeśli obie grupy poruszają się względem siebie.

Wniosek jest zaskakujący. To Jedno z najistotniejszych odkryć dotyczących natury rzeczywistości, jakich kiedykolwiek dokonano. I choć, Czytelniku, po przeczytaniu Piękna Wszechświata nie musisz pamiętać z tego rozdziału więcej niż skazaną na niepowodzenie próbę ocieplenia stosunków międzynarodowych, będzie to oznaczać, że udało Ci się uchwycić istotę odkrycia Einsteina. Bez skomplikowanej matematyki i zagmatwanych wywodów logicznych widać, że ta całkiem nieoczekiwana właściwość czasu wynika bezpośrednio ze stałej prędkości światła. Zauważmy, że gdyby światło poruszało się nie ze stałą prędkością, lecz tak Jak powolne piłki I kule śnieżne, obserwatorzy stojący na peronie zgadzaliby się z pasażerami pociągu. Ci pierwsi twierdziliby, że Totony poruszają się szybciej, zmierzając do prezydenta Tyłostanu niż do prezydenta Przodostanu. Intuicja podpowiada jednak, że światło zbliżające się do prezydenta Tyłostanu przemieszczałoby się szybciej, „napędzane” dodatkowo przez jadący pociąg. Podobnie, obserwatorzy stojący na peronie zobaczyliby, że światło zmierzające w kierunku prezydenta Przodostanu porusza się wolniej, „spowalniane” przez ruch pociągu. Gdyby wziąć pod uwagę te błędne przekonania, obserwatorzy na peronie spostrzegliby, że promienie świetlne dotarły do obu prezydentów Jednocześnie. W rzeczywistości jednak światło nie przyspiesza ani nie zwalnia, nie da się go rozpędzić ani spowolnić. Obserwatorzy stojący na peronie w sposób całkowicie uprawniony twierdzą więc, że światło najpierw dotarło do prezydenta Przodostanu.

Właściwość światła, polegająca na jego stałej prędkości, wymaga, abyśmy porzucili odwieczne przekonanie, że jednoczesność to pojęcie uniwersalne, co do którego każdy musi się zgodzić, niezależnie od tego, czy Jest w stanie ruchu, czy nie. Nie istnieje uniwersalny zegar beznamiętnie odmierzający identyczne sekundy na Ziemi, Marsie, Jowiszu, w Wielkiej Mgławicy w Andromedzie lub w jakimkolwiek innym zakątku kosmosu. Przeciwnie, obserwatorzy poruszający się względem siebie nie zgodzą się co do tego, które zdarzenia zaszły w tym samym czasie. Wniosek ten - prawdziwa cecha naszego świata - wydaje się ludziom niezwykły z następującego powodu. Otóż na co dzień mamy do czynienia z dość niewielkimi prędkościami, więc i związane z nimi efekty są bardzo małe. Gdyby stół do negocjacji miał długość 30 metrów, a pociąg Jechał z prędkością 15 kilometrów na godzinę, obserwatorzy na peronie „zobaczyliby”, że do prezydenta Przodostanu światło dotarło o niemal Jedną milionową Jednej miliardowej sekundy wcześniej niż do prezydenta Tyłostanu. Różnica Jest na tyle mała. że ludzkie zmysły jej nie wykryją. Gdyby pociąg jechał znacznie szybciej, powiedzmy z prędkością 1000 milionów kilometrów na godzinę, z punktu widzenia osoby na peronie na dotarcie do prezydenta Tyłostanu światło potrzebowałoby 20 razy dłuższego czasu niż na dotarcie do prezydenta Przodostanu. Kiedy prędkości są większe, zaskakujące efekty szczególnej teorii względności stają się bardziej widoczne.