PhilosofFine

5 Понятие одновременности событий является, пожалуй, одним из ключевых в СТО. Эйнштейн начинает формулировку СТО с определения одновременности событий и синхронизации часов: «Все наши суждения, в которых время играет какую-либо роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Время события - это одновременное с событием показание покоящихся часов, которые находятся в месте события и которые идут синхронно с некоторыми определенными покоящимися часами, причем одними и теми же для всех определений времени» [Эйнштейн, 2000. С. 10-11].

Сам Эйнштейн приводит следующий мысленный эксперимент, который иллюстрирует его понятие синхронизации часов. Пусть в точках пространства А и В помещены часы, «без дальнейших предположений невозможно сравнить во времени какое-либо событие в А с событием в В», однако мы можем определить собственное время t A и tB для событий в соответствующих точках «путем наблюдения одновременных с этими событиями положений стрелок часов». Как определить время, «общее» для А и В? «Последнее можно установить, вводя определение (курсив наш. -Н. Г.), что время, необходимое для прохождения света из А в В, равно времени, требуемому для прохождения света из В в А». Пусть в момент tA по «А-времени» луч света выходит из А в В, отражается в момент tB по «В-времени» от В к А и возвращается назад в А в момент t'A по «А-времени». Часы в А и В будут идти синхронно, если tB -1 = t' - tB. Таким образом, можно получить, что скорость света c = 2AB /(t'A - tA) есть величина, универсальная для ключевого понятия СТО - понятия синхронизации часов. Обсуждению проблемы одновременности событий и синхронизации часов посвящено большое количество работ, для самостоятельного изучения можно порекомендовать работу Ю. И. Наберухина «Ключевой момент первой статьи Эйнштейна о теории относительности» [Наберухин, 2005].

На основании приведенных выше рассуждений можно показать, что само понятие одновременности в рамках СТО является относительным. Пусть система координат K' движется относительно системы K равномерно со скоростью V вдоль оси x . В системе K' расположен стержень с концами А и В длиной 21. Предположим, из середины стержня (точки С) одновременно по «С-времени» выпускают по лучу света в стороны А и В. Для собственного времени в системе K' время, за которое свет дойдет до А и В, будет одинаковым: At'A = At'B = l / c , события будут одновременными. Что происходит в системе K ? Здесь концы стержня А и В движутся, т. е. можно записать cDt = l - VAtA, откуда AtA = l /(c + V), аналогично DtB = l /(c - V), где tA , tB - время, за которое свет доходит до А и В соответственно в системе K . Событие, одновременное в системе K', в системе K одновременным не будет.

В поле тяготения световые лучи распространяются криволинейно, точнее, по геодезическим линиям, отрезки которых являются кратчайшим расстоянием между двумя точками, т. е. аналогом прямых в геометрии Евклида (см. дополнение А). Для полей тяготения, доступных нашему наблюдению, такое искривление световых лучей слишком мало, чтобы проверить его экспериментально, однако его можно измерить, если луч будет проходить, например, вблизи Солнца. Впервые такие измерения были проведены во время полного солнечного затмения в 1919 г., и они полностью подтвердили предсказания ОТО.