вообще существует, может быть как минимум так же сложно, как понять, почему время в разных местах идёт с разной скоростью.

4. Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн был одним из крупнейших учёных XX века. Он родился в 1879 году в Германии и изучал физику в высшей технической школе в Швейцарии. В 1905 году он работал инженером в патентном бюро в Берне, столице Швейцарии, где сделал несколько фантастических открытий. В тот год Эйнштейн написал четыре научных доклада, каждый из которых мог бы принести ему мировую славу. Однако наибольшую известность ему принесла так называемая теория относительности. Эйнштейн понял, что скорость света в вакууме неизменна: как бы мы ни двигались по отношению к источнику света, свет всегда дойдёт до нас с одной и той же скоростью. Вследствие этого время и расстояние измеряется по-разному людьми, которые перемещаются относительно друг друга. Время и расстояние относительны, абсолютна только скорость света в вакууме.

Портрет Альберта Эйнштейна 1921 г., во время лекции в Вене.

Другое крупное открытие Эйнштейна — идея о том, что свет может состоять из отдельных частиц, хотя все другие учёные того времени считали само собой разумеющимся, что свет представляет собой волны. Но постепенно выяснилось, что Эйнштейн прав, и эти частицы стали называть фотонами. Именно за фотоны Эйнштейн в конечном итоге получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году, более чем заслуженно, по мнению многих. Ему долго не давали премию, поскольку, в частности, многие выдающиеся мыслители не могли принять его теорию относительности. В наше время с основами этой теории можно познакомиться уже в школе.

Вскоре Эйнштейну предложили должность профессора в столице Германии Берлине, но когда нацисты в 1933 году пришли к власти, он переехал в США. Из-за его еврейского происхождения Германия стала небезопасной даже для одного из самых выдающихся физиков в мире. Со временем Эйнштейн получил американское гражданство. Есть знаменитое фото, сделанное во время церемонии, когда он сидит в костюме, но без носков.

Эйнштейн известен также тем, что в начале Второй мировой войны написал письмо президенту США. В письме он утверждал, что есть риск, что Германия может создать атомную бомбу и что лучше всего, если США поторопятся и создадут бомбу первыми. Так и произошло. Ему также предлагали стать президентом Израиля в 1952 году. Он отказался и продолжал заниматься наукой в США вплоть до своей смерти в 1955 году.

5. Сила тяжести, гравитация, ускорение и невесомость

Все знают, что яблоко с яблони падает на поверхность Земли. Но почему так происходит? Несколько сотен лет назад, в 1687 году, Ньютон объяснил, что между всеми телами, имеющими вес, или, говоря более научным языком, имеющими массу, существует притяжение. (Тогда возникает вопрос: а разве не все тела имеют массу? На самом деле нет. Есть частицы, которые называются безмассовыми и ничего не весят. Например, фотон, частица света, упомянутая в 4-м пункте). Чем большей массой обладают предметы и чем они ближе друг к другу, тем сильнее притяжение между ними. Притяжение становится по-настоящему заметным, если мы имеем дело с действительно крупными телами. Таким телом является, в частности, Земля, которая притягивает к себе другие предметы наподобие яблок с яблони. Мы называем это явление силой тяжести или гравитацией.

Всем также известно, что передвинуть тяжёлый предмет труднее, чем лёгкий. Подтолкнуть детскую коляску легко, а чтобы подтолкнуть машину, требуется много силы. Без силы нельзя придать чему-то движение или увеличить скорость. Возросшая скорость называется ускорением.

Земля притягивает к себе яблоко с той же силой, с какой яблоко притягивает к себе Землю. Но масса яблока гораздо меньше, чем масса Земли, и поэтому яблоко развивает наибольшее ускорение и падает на Землю, а не наоборот.

Существует фантастическая взаимосвязь: от массы предмета зависит и сила тяжести, которая на него влияет, и степень его ускорения. Поэтому все предметы падают на Землю с одинаковой скоростью (если только воздух не тормозит падение, и сопротивление воздуха различно для различных предметов — например, для пера и для камня).

Я парю в невесомости на борту Международной космической станции.

Притяжение — это сила, с какой Земля притягивает к себе предмет, который находится на её поверхности и который можно взвесить на весах. При взвешивании ты видишь эту силу в виде твоего веса, что также является твоей массой. Ты ощущаешь силу тяжести благодаря поверхности Земли (или полу, или сиденью в самолёте, или чему-то ещё, что удерживает тебя на месте). Если препятствия нет, ты становишься невесомым. Когда ты прыгаешь вниз со скамейки, на короткое время ты становишься невесомым, пока не приземлишься. Невесомость и свободный полёт — одно и то же!

Ракета в космосе с выключенными двигателями находится в свободном полёте. Поэтому космонавты свободно парят в ракете в состоянии невесомости. Ракета или космический корабль, например Международная космическая станция, которая вращается на орбите вокруг Земли на высоте нескольких сотен км, также находится в свободном полёте. Но она не падает на Землю из-за большой скорости, с которой движется вперёд. Благодаря силе тяжести Земли космический корабль продолжает облетать Землю на большой высоте. Именно сила тяжести удерживает корабль и всё, что в нём находится, на орбите вокруг Земли.

Но если включить ракетные двигатели, может показаться, что ракету словно подтолкнули снаружи. Скорость ракеты увеличивается, она ускоряется. В свою очередь, ракета начинает толкать всё, что в ней находится, словно от пола идёт тяга. (Вспомните, как вам давит на спину, когда вы сидите в машине, которая сильно ускоряется). Если ускорение достаточно большое, нет окон и ты не знаешь, где ты, то сила, которая возникает в результате ускорения, ощущается как сила тяжести, которую ты бы чувствовал, стоя на возвышении на Земле. Если разницу между силой тяжести (или гравитацией) и ускорением нельзя заметить, возникает вопрос, есть ли вообще какая-либо существенная разница. Именно такой вопрос задавал себе Эйнштейн, сделав предположение, что никакой разницы нет: гравитация и ускорение — две стороны одного и того же явления.

6. Прыгать на Марсе

Сила тяжести на Марсе равна всего лишь одной трети силы тяжести на Земле. Если на Марсе встать на весы, они покажут только треть твоего «настоящего» веса. Например, если ты весишь 45 кг, то весы