Какова скорость течения времени?

Увлекшись интересным делом или читая заниматель­ную книгу, мы порою не замечаем, как летит время; когда же занимаемся скучным делом, время тянется долго. Одна­ко каждому ясно, что в этом повинно не действительное физическое время, а только наше субъективное ощущение времени. Как же обстоит дело с физическим временем, ка­кова скорость его течения? Велика она или мала? Более тщательное рассмотрение показывает, что ответить на этот вопрос невозможно, точно так же как человеку, находя­щемуся в изолированном помещении, невозможно решить, верно ли идут его единственные часы. О ходе часов можно судить, сравнивая их с какими-нибудь другими часами. О скорости течения времени можно судить, лишь сравни­вая его с течением какого-то другого времени.

Увлекшись интересным делом или читая заниматель­ную книгу, мы порою не замечаем, как летит время; когда же занимаемся скучным делом, время тянется долго. Одна­ко каждому ясно, что в этом повинно не действительное физическое время, а только наше субъективное ощущение времени. Как же обстоит дело с физическим временем, ка­кова скорость его течения? Велика она или мала? Более тщательное рассмотрение показывает, что ответить на этот вопрос невозможно, точно так же как человеку, находя­щемуся в изолированном помещении, невозможно решить, верно ли идут его единственные часы. О ходе часов можно судить, сравнивая их с какими-нибудь другими часами. О скорости течения времени можно судить, лишь сравни­вая его с течением какого-то другого времени.
Поставить вопрос о скорости течения времени можно, например, так: как велика скорость течения времени в со­седней комнате по сравнению со скоростью течения вре­мени в нашей комнате или как велика скорость течения времени на летящем реактивном самолете по сравнению со скоростью течения времени на аэродроме? На эти воп­росы можно ответить, если, например, сравнить ход иде­ально точных часов на самолете с ходом таких же часов на аэродроме. Если такое сравнение произведет наблюдатель, находящийся на аэродроме, и найдет, что во время полета часы летчика отстают от часов па Земле, то он может ска­зать: «Время на самолете относительно земной поверхно­сти течет медленнее, чем на земле».
Как видно, для решения вопроса о скорости течения времени прежде всего необходимы идеальные часы, т. е. такие часы, которые идеально точно отражают скорость течения времени — без погрешностей, обусловленных не­совершенством механизма. В качестве часов пригоден всякий регулярный процесс природы, например распад радиоактивных веществ. Для каждого радиоактивного эле­мента характерен свой период полураспада, т. е. время, в течение которого число атомов вещества успевает умень­шиться наполовину. Период полураспада радия, например, составляет 1590 лет. За это время половина атомов ра­дия превращается в атомы другого элемента — радона. Последние, в свою очередь, распадаются дальше. Для срав­нения течения времени на самолете и на аэродроме пред­ставим себе, что на них помещено по кусочку радия (ко­торые служат часами). Предположим, что к тому моменту, как самолет возвратится обратно, на аэродроме распалась одна миллионная часть радия. Если в тот же момент из­мерить количество радия, оставшегося на самолете, и если окажется, что на самолете тоже распалась одна миллион­ная часть радия, то это будет означать, что и на Земле, и на самолете время протекало одинаково. Если же число распавшихся атомов на самолете окажется меньше, то это покажет, что на самолете время протекало медленнее, чем на Земле.
Читатель сразу же заметит, что в приведенном примере для сравнения часов были созданы благоприятные усло­вия: самолет в нужный момент вернулся на аэродром. Как же сравнить часы, если самолет, скажем, все время удаля­ется от аэродрома равномерно и прямолинейно? Чтобы от­ветить на этот вопрос, остановимся несколько подробнее на сравнении часов.
Если часы находятся «в одной и той же точке пространства» (практически это означает, что расстояние между часами ничтожно мало), то для их сравнения требуется только взглянуть на циферблаты. Луч света донесет изоб­ражения обоих часов до глаза, и мы увидим стрелки часов в том положении, в котором они находятся одновремен­но — как раз это и существенно при сравнении часов.
Если часы находятся на некотором конечном расстоя­нии друг от друга и неподвижны друг относительно друга, то в этом случае сравнить их несложно. Для этого наблю­датель должен расположиться на равных расстояниях от обоих часов. Так как лучи света от одних часов дойдут до наблюдателя за то же время, что и от других часов, то наблюдатель увидит стрелки часов в положениях, относя­щихся опять-таки к одному и тому же моменту времени. Существенно лишь, чтобы при этом наблюдатель оставал­ся неподвижным относительно часов. Иначе возникнут те же недоразумения, что и при определении одновремен­ности событий.