Хорошо. В этом вся суть. Такого понятия, как одинаково идущие во всей Вселенной часы, не существует.
Итак, летевший в ваших фантазиях на скорости 99,999999999 % от скорости света самолет невероятно быстро переместился сквозь пространство по сравнению с Землей и всеми ее обитателями, вы совершили посадку в 2415 году и можете считать себя счастливчиком.
Если бы вы летели еще быстрее, то приземлились бы еще дальше в будущем. Насколько дальше? Это опять же зависит от скорости.
Но есть предел, потому что ничто не может двигаться быстрее света.
Путешествовать так же быстро, как свет, может в один прекрасный день стать возможным, но вам нужно будет принести огромную жертву: избавиться от веса. Причем всего веса. Свет не может переносить какую-либо массу и поэтому перемещается так быстро. Свет распространяет свет.
А что происходит с материей, задаетесь вы справедливым вопросом.
Вы испытали это на себе: разогнавшись слишком сильно, все, имеющее массу, становится еще более массивным. Так что, чтобы достичь скорости света, для начала нужно не иметь массы.
Тем не менее что могло случится, если бы вы были в состоянии превратить себя в некое безмассовое существо? Как тогда будет течь время? Каким бы шокирующим это ни могло показаться, ответ – никак. Отсчет любых часов (даже если вы окажетесь не имеющим всякой массы) просто остановится.
На скорости света время замирает.
Полностью.
И это является причиной, почему свет, прошедший всю Вселенную, прежде чем достигнуть нас, точно такой же, как в момент своего излучения. В отличие от почтовой открытки, оборванной, потрепанной и ничем не напоминающей оригинал спустя 13,8 миллиарда лет, образы, переносимые светом по всему космосу, не подвержены бегу времени. Собирая излучение из самых дальних уголков нашей видимой Вселенной, мы получаем ее снимки того времени.[29]
Так что состоящему из массы вам не остается иного выбора, кроме как подвергаться воздействию времени. Вы ничего не можете с ним поделать. Чтобы стать вечным, нужно превратить себя в свет, что сделать невозможно. Тем не менее если бы вы смогли, то ваше время бы вообще остановилось. И вы стали бы бессмертным, сами не подозревая того.
Тем не менее, несмотря на невозможность обрести бессмертие, даже обладая массой (не в обиду будь сказано), можно достигнуть будущего, недостижимого для ваших соседей. Для этого просто нужно перемещаться так же быстро, как ваш самолет. Или переселиться на гравитационно гораздо более мощную планету, чем Земля.
В завершение темы скажу: я знаю, что некоторым из вас по той или иной причине не нравится мысль о старости и вам очень хотелось бы оставаться молодыми так долго, насколько это возможно, или по крайней мере гораздо дольше, чем сосед. Специально таким читателям я адресую следующее предупреждение: нет смысла пытаться стать спринтером, пилотом «Формулы-1» или самолета ВВС Великобритании. Нет смысла пытаться сесть на него, чтобы достичь 99,999999999 % от скорости света.
Почему?
Потому что ваши часы, с вашей точки зрения, никогда не изменятся.
Для ваших глаз, равно как и образующих ваше тело клеток, секунда всегда и в любом случае останется секундой, день за днем, год за годом и т. д. Ваше личное время и старение не будут замедляться, вам не удастся прожить дольше, клетки будут преспокойно расти и распадаться с точно такой же скоростью, как и у всех путешествующих с вами. Полеты на космических скоростях или жизнь на гораздо более плотной далекой планете не позволят вам прожить дольше, потому что для вас двадцать четыре часа в сутки были (и будут) двадцатью четырьмя часами. Однако другие люди могут увидеть вас живущим дольше них.
Ускорение настоящего для быстрого достижения чьего-то будущего теоретически возможно (и даже может когда-нибудь воплотиться практически),[30] но прожить дольше, путешествуя в космическом пространстве, нельзя.
С помощью специальной и общей теорий относительности Эйнштейна вы обнаружили действительно странный окружающий нас мир, доступный нам через органы чувств, тот мир, в котором мы ежедневно проживаем свою жизнь. Но то, что вы видели до сих пор, ни капли не более странно, чем то, с чем вы встретитесь по благополучном возвращении домой.
После мегамира и мира сверхскоростей настало время посетить микромир.
И я боюсь, что даже если вы раньше не верили в волшебство, то, возможно, самое время начать.
Часть 4Погружение в квантовый мир
Глава 1Слиток золота и магнит
Двоюродная бабушка уехала. Вы действительно просили ее остаться еще на пару дней, главным образом для того, чтобы было с кем обсудить странный релятивистский сон, но довольно неожиданно для вас она отклонила предложение. Взвесив все за и против, она нашла вас в полном порядке и, почувствовав, что сыграла свою роль в возвращении вас домой, улетела на первом же рейсе в Сидней, оставив на ваше попечение всю коллекцию хрустальных ваз, которые привезла, чтобы поднять вам настроение. Теперь она снова в Австралии, а вы вернулись домой. На свой диван. Глядя на ужасные вазы и вертя в руках маленький магнит в виде пальмы, который вы купили в сувенирном магазине на память о тропическом острове.
У вас еще целая неделя до начала работы, семь дней, чтобы найти как можно больше способов избавиться от всех ваз, но вы колеблетесь.
Закончены ли приключения в скрытой природе реальности, или впереди вас ожидает новый уровень понимания?
Не найдя прямого ответа, вы встаете приготовить себе горячий кофе.
Возясь на кухне, вы вдруг замечаете, что один из кирпичей слегка высовывается из стены. Вы озадаченно тянете его на себя и вытаскиваете. К вашему удивлению, в образовавшемся углублении лежит слиток золота, вероятно, спрятанный там кем-то из (точно весьма беспечных) бывших жильцов. Он размером с пол-ладони и, таким образом, стоит кругленькую сумму. Как можно было не заметить кирпич раньше, остается загадкой, но, пожалуй, нет ничего лучше, чем вернуться домой и обнаружить на кухне золото, так что вы не размышляете на эту тему слишком долго. Вы наливаете себе кофе и смотрите на ваше сокровище с хитрой улыбкой.
Вы путешествовали по космосу, царству всего очень большого – мегамиру.
Вы перемещались в мире сверхскоростей так быстро, насколько это было возможно.
Но вы не имеете понятия о микромире: том мире, из которого в действительности состоит материя. Может быть, золото сделано из маленьких кирпичиков?
Почему окружающие нас материалы так не похожи? Почему золото отличается от сыра? Почему при комнатной температуре мы не становимся жидкими, как вода?
С ухмылкой, решив предпочесть науку деньгам, вы разрезаете золото на две равные части, чтобы посмотреть на него изнутри.
В отличие от некоторых сортов сыра (но не всех), внутри слиток имеет тот же цвет, то же отсутствие запаха и все то же самое, что и снаружи. Тем не менее вы разрезаете одну из половинок еще на две части, потом еще на две и еще на две, лихорадочно ища какие-то изменения во все уменьшающихся по размеру кусочках.
Похоже, что золото не меняется.
Можно подумать, что нарезать его можно вечно, но нет, ничего подобного. После двадцати шести или двадцати семи попыток у вас остался тончайший возможный кусок золота. Разрезав его еще раз, все равно вы получите что-то, но оно точно не будет золотом.
Такое неразложимое количество золота, мельчайший кусок которого тем не менее остается золотом, ученые называют атомом золота.
Заметьте, хотя может показаться, что разрезать что-то надвое двадцать шесть раз подряд не так много, это не так. Вам было бы довольно трудно осуществить это в обычных условиях. Чтобы дать вам общее представление о том, как данный опыт выглядит на другом примере, можно, вырвав страницу из этой книги и сложив ее пополам двадцать шесть раз, получить толщину высотой около 14 километров. Аналогичный пример, скажем, взять гору на 50 % выше Эвереста и разделить ее наполовину двадцать шесть раз, тогда в конечном итоге останется что-то такое же тонкое, как страница книги.
Только с помощью лучших современных технологий можно рассмотреть атом золота.[31]
А как насчет свинца, серебра или углерода?
Любой другой чистый элемент вместо золота привел бы к тому же итогу: сократив вдвое легко помещающийся на ладони кусок двадцать шесть раз подряд – плюс-минус один или два раза, – вы в конечном итоге увидите атом, который нельзя больше разложить, не получив что-то, отличающееся от исходного материала. Впрочем, сыр не является чистым материалом. Но он тоже состоит из прилепленных друг к другу атомов. Вся известная материя во Вселенной состоит из атомов.
Так из чего же сделаны сами атомы?
Вы еще не можете сказать, но у вас уже есть догадка, что они заполнены более мелкими компонентами, и эти крошечные кусочки одинаковы для всех атомов во Вселенной. Очень скоро вы отправитесь в их мир, но я уже могу сказать, что, так как количество этих мельчайших компонентов различается от одного атома к другому, то чистые материалы имеют очень разные свойства, а следовательно, как всем известно, стоимость. Любой биржевой брокер, конечно, задастся вопросом вашего психического здоровья, если вы попытаетесь обменять килограмм ртути (стоимостью около 23 фунтов стерлингов) на килограмм золота (около 26 тысяч фунтов) или плутония (около 2,6 миллиона фунтов, в зависимости от рынка) на том основании, что все они сделаны из одинаково структурированных атомов.
ТАК ЧТО ЖЕ ТАКОЕ АТОМЫ? ЧТО ПРИДАЕТ СОЗДАННЫМ ИЗ НИХ МАТЕРИАЛАМ ТАКИЕ РАЗЛИЧНЫЕ СВОЙСТВА И ФОРМЫ? И ПОЧЕМУ, ЕСЛИ ВСЕ СДЕЛАНО ИЗ ОДНОГО И ТОГО ЖЕ, МАСЛО МОЖНО РАЗРЕЗАТЬ НОЖОМ, А АЛМАЗ НЕТ?
Так что же они такое, эти атомы? Что придает созданным из них материалам такие различные свойства и формы? И почему, если все сделано из одного и того же, масло можно разрезать ножом, а алмаз нет?