Так ли?

Мы закончили наши выписки из повести Фламмариона о следствиях конечности скорости распространения света. Повесть была написана тогда, когда ещё не было известно, что скорость света есть наибольшая возможная скорость в природе и что сложение весьма больших скоростей происходит не по тому закону, который мы прилагаем к скоростям обычным. Именно, специальная теория относительности утверждает, что допущение скорости, превышающей скорость света, противоречит законам природы. А наблюдатель, придуманный Фламмарионом и К наделённый способностью воспринимать лучи света, должен, конечно, подчиняться физическим законам. Рассуждения Фламмариона заключают в себе и другие погрешности. Повторим вкратце его утверждения:

1. С большого отдаления можно видеть земные события, совершившиеся ранее момента наблюдения.
2. Удаляясь от Земли со скоростью, равною скорости света, можно видеть земные явления остановившимися.
3. Удаляясь от Земли быстрее света, можно видеть земные явления в обратном порядке.

Рассмотрим каждое утверждение особо.

1. Первый пункт в эпоху Фламмариона не заключал К ошибки. Но при современных взглядах, отвергающих возможность путешествовать быстрее света, он несостоятелен. Безусловно, с некоторого расстояния можно видеть на Земле давно совершившиеся события. Но, чтобы земной наблюдатель мог их увидеть, он должен перенестись к месту наблюдения скорее, чем достигает туда свет: иначе соответствующие лучи успеют уже проскользнуть мимо этого места. Но, как учит теория относительности, двигаться быстрее света, обогнать его, невозможно. Значит, земной наблюдатель ни при каких условиях не может быть очевидцем прошедших земных событий. Их мог бы наблюдать местный обитатель системы Капеллы или другой звезды,- но так как он не может ничего знать о нашем настоящем, то видимые им события не произведут на него впечатления прошедших.
2. Утверждение второе было бы неправильно даже и при допущении возможности двигаться со скоростью света. Ведь если свет и наблюдатель движутся с одинаковой скоростью, то, значит, они находятся в покое один относительно другого. При таких условиях световые волны не могут восприниматься наблюдателем. Представьте себе лётчика, удаляющегося со скоростью пули от обстреливающего его пулемёта; может ли какая-нибудь пуля попасть в него? Конечно, нет. Закрыв глаза, он даже не будет знать, что движется среди тучи пуль.
3. Третье утверждение тоже было бы ошибочно, даже если бы возможна была скорость, превышающая скорость света. Люмен только в моменты остановок увидел бы, одну за другой, картины того, что происходит на Земле. Но, двигаясь непрерывно, он не мог бы увидеть ничего, по крайней мере, в той стороне, где Земля находится. Он может увидать Землю - как это ни странно - только в противоположной стороне!

Чтобы пояснить этот неожиданный вывод, рассмотрим следующий грубый пример. Представьте себе пушку, которая ежесекундно выбрасывает по ядру, и вообразите, что эти ядра несутся в пространстве всё далее и далее с равномерной скоростью. Тогда по некоторой прямой линии будут непрерывно двигаться ядра, отделённые друг от друга одинаковыми промежутками. Представьте себе теперь, что вы сами несётесь вперёд по этой линии со скоростью большею, чем скорость ядер. Разве ядра будут ударять вас сзади, со стороны пушки? Нет, они будут ударять вас спереди или, вернее, вы будете налетать на них, встречая сначала те ядра, которые выпущены недавно, потом те, которые вылетели ранее. Если при этом вы не знаете, где находится пушка, и не чувствуете своего собственного движения, то вам покажется, что ядра налетают на вас спереди, и вы вообразите, будто именно там, впереди, находится извергающее их орудие.

Замените ядра световыми волнами, а себя - Люменом: вы легко поймёте, что Люмен должен был бы, при подобных условиях, видеть Землю не там, где она находится, а как раз в противоположной точке. Земные явления предстали бы пред ним не только в обратной последовательности, но и видны были бы совсем не там, где Люмен ожидал их увидеть^*.

^* (Ошибки, отмеченные в п. п. 2 и 3, настолько бросаются в глаза, что, будучи ещё школьником, я обратил на них внимание астронома, переведшего повесть Фламмариона, а немного позднее сообщил о них и её автору.)

Кроме всего сказанного, следует отметить, что в рассказе Фламмариона не принято во внимание ещё так называемое явление Допплера: наблюдатель, удаляющийся от источника света, должен видеть все цвета изменёнными, так как световые колебания попадают в его глаз реже. Так, например, если бы наблюдатель двигался со скоростью в ¹/₃ скорости света, то он видел бы вместо зелёного цвета тёмно-красный, а жёлтые, оранжевые и красные лучи превратились бы для него в инфракрасные, которые человеческим глазом не воспринимаются. Наблюдатель Фламмариона мог бы поэтому видеть правильные цвета только в моменты остановок своего движения.