Давид Ласерна - Эйнштейн. Теория относительности. Пространство – это вопрос времени.

• Название: Эйнштейн. Теория относительности. Пространство – это вопрос времени.
• Автор: Давид Ласерна
• Издательство: Де Агостини
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2015

Альберт Эйнштейн – один из самых известных людей прошлого века. Отгремело эхо той бурной эпохи, в которую ученому выпало жить и творить, эхо мировых войн и ядерных атак, но его гениальные открытия и сегодня не потеряли остроты: закон взаимосвязи массы и энергии, выраженный знаменитой формулой Е = mc² , поистине пионерская квантовая теория и особенно теория относительности, навсегда изменившая наши, до того столь прочные, представления о времени и пространстве.

---

Многие считают, что формула Е = mc² была зерном, из которого выросла атомная бомба. Но сам Эйнштейн, выслушав Силарда, воскликнул: «Об этом я совершенно не думал!» Одно дело – обнаружить в материи концентрированные запасы энергии, и совсем другое – изобрести механизм для ее высвобождения. Превращение массы в энергию и обратно происходит в природе ежесекундно, и когда Эйнштейн в 1905 году вывел свою формулу, он совсем не думал о цепной реакции. Только через 27 лет после его открытия Джеймс Чедвик догадался о существовании нейтронов, и появилась ядерная физика. Идея об атомной бомбе на основе цепной реакции была ярко описана еще в романе Герберта Уэллса «Освобожденный мир» в 1914 году.

После совещания в Нассау Эйнштейн отправил письмо президенту Рузвельту, где советовал ему запастись ураном и поддержать исследования физиков-ядерщиков. Поколебавшись, спустя два года Рузвельт запустил Манхэттенский проект. Произошло это в декабре 1941 года, ровно за день до бомбардировки Перл-Харбора.

Участие Эйнштейна в ядерной программе ограничилось разовой консультацией по вопросам отсеивания изотопов урана. Его нонконформизм и социалистические взгляды настораживали как политиков, так и военных, и неблагонадежного ученого решили держать подальше от Манхэттенского проекта. Во второй раз Эйнштейн коснулся темы ядерного оружия лишь после бомбардировки Хиросимы.

Фрагмент письма Эйнштейна Рузвельту от 2 августа 1939 года

Сэр!

Некоторые недавние работы Ферми и Силарда, о которых мне сообщили, заставляют меня ожидать, что элемент уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый и важный источник энергии. […]

В течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Силарда в Америке стала возможной ядерная реакция в крупной массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов. Можно считать почти достоверным, что это будет достигнуто в ближайшем будущем.

Это явление способно привести к созданию ядерных бомб – исключительно мощных бомб нового типа. Одна такая бомба, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порте прилегающей территорией. […]

Ввиду этого положения, не сочтете ли Вы желательным установление постоянного контакта между правительством и группой физиков, исследующих проблемы цепной реакции в Америке? […]

Мне известно, что Германия в настоящее время прекратила продажу урана из захваченных чехословацких рудников. Такие шаги, возможно, станут понятными, если учесть, что сын заместителя германского министра иностранных дел фон Вейцзекер прикомандирован к Институту кайзера Вильгельма в Берлине, где в настоящее время воспроизводятся американские эксперименты с ураном. […]

Я не знаю, какое оружие будет использоваться в третьей мировой войне, но оружием четвертой будет каменный топор.

Из интервью 1949 года

В тот момент Эйнштейн вспомнил о своих советах Рузвельту: «Если бы я знал, что немцы не сумеют изобрести атомную бомбу, я бы и пальцем не пошевелил». Примерно в то же время он написал Силарду: «Невозможно предугадать все последствия наших поступков, потому-то мудрецы и посвящают свою жизнь исключительно созерцанию». Но трагедия уже произошла, и Эйнштейн не стал уходить в созерцание.

Он с детства испытывал отвращение к национализму. Атомная бомба в сочетании с близоруким патриотизмом правительств гарантировала, по его мнению, развязывание войны настолько опустошительной, что она может произойти в истории человечества лишь единожды. Ученый использовал каждую возможность, чтобы публично говорить о необходимости разоружения, пацифизме и создании наднациональной политики, которая обеспечивала бы контроль за ядерной энергией. Ученый вновь хотел создат4 ь единую систему, однако в этот раз не в области физики, а в международной политике. Если фундаментальные силы природы могли действовать согласованно, то, возможно, и народы сумели бы передать часть своего суверенитета институту, объединяющему всех.

Конец

Физика Эйнштейна постепенно уходила в прошлое, как и прежняя жизнь. Эльза не дожила до Рождества 1936 года – у нее случился инфаркт. Милева умерла летом 1948 года от инсульта. Сестра ученого, Майя, скончалась от пневмонии 25 июня 1951 года, Мишель Бессо – от тромбоза 15 марта 1955-го. Хотя Эйнштейну и нравилось говорить о своем стремлении к одиночеству, в действительности это было не так. Он постоянно заботился о немецких беженцах и тяжело переносил сужение круга друзей и близких. Чтобы снизить остроту переживаний, ученый с головой ушел в работу. Однажды близкий друг Пауль Эренфест упрекнул Эйнштейна в том, что ему никто не нужен, на что он возмущенно ответил: «Мне нужна твоя дружба так же, а может быть, и больше, чем тебе моя».

Он осознавал, что с годами его способности слабели, и сосредоточился на «геометризации» физики. Наука стала самой первой и самой долгой страстью Эйнштейна, привлекавшей его до конца дней. Каждое утро ученый входил в свой кабинет в Принстоне с набросками новых уравнений, сделанными накануне ночью.

Вечером 13 апреля 1955 года Альберт Эйнштейн почувствовал внезапный упадок сил. Аневризма брюшной аорты угрожала его здоровью в течение семи лет, и теперь сосуд не выдержал, произошло внутреннее кровоизлияние.. Несмотря на сильные боли, ученый отказался от операции: «Я хочу уйти тогда, когда придет время. Продлевать жизнь искусственно мне кажется дурным тоном. Свою задачу на земле я выполнил. Пришел мой час, и я уйду достойно». В пятницу его убедили поехать в принстонский госпиталь, чтобы хотя бы снять болевой синдром. Через некоторое время организм ученого сдался окончательно.

Ганс Альберт, старший сын Эйнштейна, преподаватель гидравлики в Университете Беркли, пересек всю страну, чтобы увидеть отца. Их отношения в течение жизни были разными, однако после воссоединения в США все недоразумения остались позади. Рана, нанесенная Гансу Альберту разводом родителей, зажила, хотя шрам на ее месте остался. Проститься с младщим сыном Эйнштейну не удалось. Когда Эдуарду было 20 лет, врачи поставили ему диагноз «шизофрения», и отец- ученый был уверен, что потерял сына навсегда. Он беспокоился за юношу, проходившего лечение в швейцарской клинике, справлялся о нем у родственников и друзей, но так и не смог наладить контакт с ним.

Для человека, побежденного возрастом, смерть является избавлением. Именно это я ощущаю со всей ясностью – теперь, когда сам я состарился и перестал считать смерть старым долгом, который в конце концов придется заплатить.

Из письма Эйнштейна к Герхарду Фанкхаузеру, профессору биологии принстонского университета

У Эйнштейна была «аллергия» на торжественность и пышность, и он не захотел стать главным героем похоронной церемонии. По его воле тело было кремировано, а пепел развеян по ветру. Перед смертью он в последний раз невольно посмеялся над всеми: свои последние слова он прошептал ночной медсестре по-немецки, и та не поняла ни единого слова и не сохранила их для истории.

Альберт Эйнштейн умер на рассвете 18 апреля 1955 года.

Рядом с ним нашли листки с обрывками уравнений, которые он успел нацарапать карандашом.

Наука после Эйнштейна

Постулаты теории относительности стали неотъемлемой частью всех отраслей физики. Она смогла примириться даже с квантовой механикой. Более того, в союзе с ней было предсказано существование таких явлений, как позитроны (братья- близнецы нейтронов с положительным зарядом), вскоре обнаруженные в космическом излучении. Как мы видели, после открытия формулы Е = mc² ядерная физика испытала резкий подъем. Ранее косвенное подтверждение эквивалентности массы и энергии было получено в 1932 году при изучении распада ядра лития при бомбардировке протонами. В 2005 году уравнение Эйнштейна было подвергнуто строгой проверке. В ходе одного из опытов один из самых обыкновенных изотопов серы ( 32S) подвергся нейтронной бомбардировке. В результате образовался другой устойчивый изотоп ( 33S) в возбужденном состоянии, который при переходе обратно в состояние равновесия испустил фотон высоких энергий (γ). Уравнение этой реакции выглядит как: n + 32S -» 33S + γ. Рассчитав соотношение масс до и после реакции с учетом энергии фотона, исследователи подтвердили формулу Е = mc² с точностью до 0,00004 %.

Замедление времени, увеличение массы и пространственное сжатие сегодня являются обычными явлениями в работе ускорителя заряженных частиц. Этот аппарат поглощает такое количество электричества, что его хватило бы на целый город. При этом высвобождаются огромные объемы энергии, которая превращается в тяжелые частицы – такие нестабильные, что они едва проживают одну миллионную долю секунды.