Ньютон вывел закон всемирного тяготения, однако сущность этого явления оставалась неясной даже ему самому. Ну в самом деле, почему тела должны притягиваться друг к другу? И что это за таинственная сила, которая действует через пустое пространство, заставляя яблоко падать на землю, а планеты кружиться вокруг Солнца? По закону, выведенному еще Галилеем и красиво математически сформулированному тем же Ньютоном, тела в космическом пространстве должны двигаться без ускорения, равномерно и прямолинейно. А орбиты планет криволинейны – эллипсы, параболы, гиперболы. Откуда ускорение? Мы с детства привыкли, что зрелые яблоки шлепаются на землю, но, если посмотреть на эти явления свежим взглядом, они покажутся очень странными.

Чтобы решать странные задачи, нужен гибкий, парадоксальный ум. Именно таким обладал величайший физик XX века – Альберт Эйнштейн. Говорят, от отца он унаследовал аналитический ум, а от матери – любовь к музыке. Таким образом, строгая логика и живое, образное мышление не противоречили у него в голове, а шли рука об руку. Иначе как объяснить, что Эйнштейн догадался, как примирить волновую и корпускулярную теории света? Согласно первой, свет распространяется как волны. Согласно второй, состоит из крошечных частиц – фотонов. Эйнштейн предположил, что правы обе стороны. Присмотритесь к кругам на воде. С одной стороны, это просто колебания поверхности воды, то есть не более, чем вода – такая же, как и во всем озере, море или океане. С другой стороны, волна – вещь вполне материальная. Так порой поддаст, что и лодку может перевернуть.

Эйнштейн – гений ХХ века

Другой парадоксальный на первый взгляд вывод, к которому пришел Эйнштейн, – связь материи и энергии. Раньше люди думали, что это совершенно разные вещи. Раскаленный металлический шарик остыл. Шарик (материя) остался, тепло (энергия) пропало, вернее, нагрело окружающий воздух. Конечно, в данном примере шарик от потери тепла легче не станет. Однако при огромных температурах и давлениях связь материи и энергии становится очень важной. Колоссальная энергия Солнца, выплескивающаяся с его поверхности каждую секунду, как раз и является зримым воплощением идеи Эйнштейна. Ведь при этом наше светило постоянно теряет кроху своей массы. Другими словами, Эйнштейн подвел теоретическую базу под объяснение, почему светят звезды.

Острый ум и образное мышление помогли Эйнштейну решить и проблему гравитации. Он предположил, что материя, материальные тела могут искажать пространство. Наиболее наглядной иллюстрацией этой идеи является резиновая сетка, на которую кладут металлический шар. Сетка прогибается, искажается ее ровная поверхность. Получается нечто вроде лунки. Теперь катанем по сетке маленький шарик. Если пренебречь силой трения, он будет катиться равномерно и прямолинейно. Однако впереди лунка, в окрестностях которой сетка изогнута. В зависимости от направления движения у шарика три судьбы. Он может упасть в лунку. Он может прокатиться по ее краю, изменив свою траекторию, и двигаться дальше. Наконец, опять-таки если пренебречь силой трения, шарик может начать кататься по краю лунки почти по кругу.

Трансформация пространства

Именно так себя ведут небесные тела в космосе. Никакой специальной силы, заставляющей планеты двигаться именно по таким орбитам, нет! Просто они двигаются прямолинейно, только само пространство вокруг них искажено. Еще один житейский пример, который позволяет понять мысль Эйнштейна, – географическая карта холмистой местности. Вы можете прочертить по ней идеально прямой маршрут. Однако, двигаясь строго по проложенной линии, вы будете то опускаться в долины, то подниматься на холмы. Просто потому, что реальная поверхность, по которой вам придется идти, неровная!

Идеи Эйнштейна вновь изменили наше представление о космосе. Из безвоздушного пустого пространства, напоминающего только что отстроенную квартиру без мебели, Вселенная превратилась в сложное поле с таинственными свойствами, которые могут искажаться материей.