В 1905 году 26-летний никому не известный служащий федерального патентного бюро в Берне опубликовал четыре статьи по теоретической науке, которые изменили представления о Вселенной — от ее мельчайших частиц до огромных галактик — и определили развитие всей современной физики. Под влиянием идей, изложенных в этих статьях, в начале минувшего века был сделан ряд крупных открытий и изобретений.
В марте 1905 года вышла статья Эйнштейна «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». Ученые к тому времени уже доказали, что свет распространяется подобно волнам на поверхности воды. Однако в рамках волновой теории не удавалось объяснить одну из особенностей физического явления, называемого фотоэффектом.
Эту особенность и попытался объяснить Эйнштейн. Его смелая гипотеза о световых квантах — элементарных частицах электромагнитного излучения, летящих в мировом пространстве наподобие пуль, — позволила объяснить фотоэлектрический эффект (появление тока при освещении вещества коротковолновым излучением). На основании теории фотоэффекта, разработанной Эйнштейном, в ХХ столетии появились такие технические новшества, как передающие трубки телекамер, солнечные батареи и фотоэкспонометры.
Эта статья способствовала появлению нового раздела науки — квантовой теории, которая, в свою очередь, нашла применение в разных областях, например, в ядерной физике, электронике и нанотехнологии. Теоретическая работа Эйнштейна создала идейную основу для знаменитой модели атома Резерфорда-Бора, согласно которой свет излучается и поглощается порциями (квантами), и гениальной концепции «волн материи» Луи де Бройля.
Эйнштейна также интересовали и опыты английского ботаника Роберта Броуна, который еще в 1827 году, исследуя пыльцу растений под микроскопом, заметил, что ее частицы, погруженные в воду, беспорядочно движутся. Хотя он и открыл этот «танец пыльцы», получивший название броуновского движения, понять его причины английский ботаник не смог. Эйнштейн же, наблюдая подобный опыт, пришел к выводу, что на мельчайшие частицы пыльцы, взвешенные в воде, воздействуют молекулы воды, и дал этому явлению теоретическое обоснование, объяснив, каким образом это происходит.
В статье, напечатанной в мае 1905 года, он объяснил, как колеблющиеся молекулы воды вызывают броуновское движение. Он не только вычислил размеры этих молекул, но и предсказал некоторые характеристики их атомов. Позже работы ученых-практиков подтвердили существование атомов, и это стало неоспоримым фактом, появился новый раздел физики — «атомная физика».
К концу года Эйнштейн подготовил еще одну сенсацию — в сентябре 1905 года он опубликовал статью, которая считается математическим приложением к его специальной теории относительности. В нее вошло знаменитое уравнение, ставшее символом его вклада в науку: Е=mc2 (энергия, высвобождаемая при делении атома, равна потере массы, умноженной на квадрат скорости света).
Но наиболее революционной стала третья работа Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», в которой с необычайной ясностью были изложены идеи частной теории относительности, разрушившей классические представления о пространстве-времени, существовавшие со времен Ньютона, который, в частности, считал, что время в любой точке пространства течет одинаково. Специальная (или частная) теория относительности (ЧТО), опубликованная Эйнштейном в июне 1905 года, шла вразрез с этим, на первый взгляд очевидным, фактом.
Согласно теории Эйнштейна, одинаковым в любой точке пространства является не течение времени, а скорость света. Хотя теория относительности Альберта Эйнштейна, которая дает современное физическое описание основ нашего мироздания, пока еще и остается общепризнанной, но ряд современных ученых имеют все предпосылки сомневаться в выводах знаменитого физика-теоретика.
В августе этого года известный британский журнал «New Scientist» сообщил, что ученые из германского университета города Кобленц заявили, что в ходе опытов по прохождению света через две находящиеся на расстоянии одного метра друг от друга зеркальные призмы, была преодолена скорость света и подтверждено существование зон «нулевого времени».
Немецким физикам Гюнтеру Нимцу и Альфонсу Стальхофену, по их словам, удалось зафиксировать движение фотона со скоростью, превышающей скорость света. Тем самым, по словам авторитетного британского издания, поставлена под сомнение теория относительности Альберта Эйнштейна.
Хотя ученые мира по-прежнему считают, что согласно этой теории скорость света является абсолютной и не может быть превышена, ученые Гюнтер Нимц и Альфонс Стальхофен авторитетно заявили, что им удалось экспериментальным путем получить и изучить известный в современной теоретической физике «туннельный эффект». (Явление квантовой природы, невозможное в классической механике; преодоление микрочастицей потенциального барьера, когда ее полная энергия меньше высоты барьера). Согласно существующей теории, в подобных туннелях существует «нулевое время».
Аналогом «туннельного эффекта» в волновой оптике может служить проникновение световой волны внутрь отражающей среды (на расстояния порядка длины световой волны) в условиях, когда, с точки зрения геометрической оптики, происходит полное внутреннее отражение.
В ходе опытов «фотон, пересекающий созданный туннель, достигал конечной точки одновременно со светом, отраженным одной из граней призмы, хотя он проходил значительно большую дистанцию», — со ссылкой на британский журнал New Scientist сообщило известное российское агентство ИТАР-ТАСС.
«Мы столкнулись с парадоксальным физическим явлением, когда можно оказаться в конечной точке пути, еще и не начиная движения», — отметил в своем интервью радиостанции BBC профессор Стальхофен. С точкой зрения Гюнтера Нимца и Альфонса Стальхофена согласны и другие ведущие ученые мира, которые проводили подобные эксперименты и получили аналогичные результаты в своих лабораториях.
Использованная литература: Ф. Кабардин, «Физика. Справочные материалы»;