Арам Хачатуров - Игра в физику

– Как подтвердил опрос, большинство из вас считают, что тело, которое движется по плоской поверхности с постоянной скоростью, сохраняет свое движение в прежнем направлении после снятия приложенной силы. Сейчас я попробую убедить вас, что это не всегда так.

Алексей прошел за кафедру и начал готовить свою установку к демонстрации опыта. Собственно, установка была абсолютно простой и понятной и состояла из нескольких элементов: длинного деревянного желоба, снизу которого были приделаны по паре колес с каждой стороны, на одном конце желоба привинчена веревка для транспортировки. Алексей положил посередине желоба маленький металлический шарик и установил желоб на колесах в один конец кафедры.

– Сейчас вы увидите, что произойдет с шариком, если я начну медленно тянуть тележку по кафедре, а потом остановлю ее, – прокомментировал Леша.

Парень медленно потянул тележку вдоль по кафедре и где-то через пол метра остановил. Шарик, который в момент движения находился в состояние покоя относительно желоба, пришел в движение и покатился по желобу в ту сторону, куда Алексей тянул тележку.

– Но что же произойдет, потяни я тележку с намного большей скоростью? – спросил Леша.

Не дав публике опомнится, Алексей вернул шарик на место и потянул тележку дальше с заметно большей скоростью, в результате чего шарик завращался вокруг своей оси в сторону противоположную направлению движения тележки, но относительно кафедры он практически не двигался. После того как желоб выехал из под шарика и тот упал на поверхность кафедры, его движение продолжилось в сторону противоположную перемещению желоба. Довольный Алексей посмотрел на замерших в ожидании ребят, выдержал эффектную паузу, после чего начал свой рассказ:

– Краеугольным камнем любого движения, как известно, является кинетическая энергия. Будь то движение атомов, электронов в атоме, движение тигра на охоте и прочие бесконечные примеры. Не важно какой объект и в какой среде движется, а важно то, что он обладает кинетической энергией, которая зависит от ряда параметров, главным из которых является скорость изменения положения объекта в пространстве. А задумывались ли вы когда-нибудь, что будет с телом, если оно потеряет всю кинетическую энергию? Все частицы начиная с самых элементарных остановятся, а, следовательно, не будут активны и превратятся в окружающее их пространство. А что же в свою очередь представляет собой данное пространство? Этот вопрос намного сложнее, так как человеческий мозг отказывается понимать материю, которая не обладает какими-либо параметрами, у нее даже нет температуры, так как температура – это мера теплового движения частиц. Казалось бы, пустое пространство – полностью лишенная свойств аморфная система, однако, это не так. В своей теории я представляю пространство как упругое тело, которое имеет свойство сохранять заданную матрицу структуры. При изменении этой матрицы пространство всячески противится и в попытках сохранить исходную конфигурацию, воздействует давлением в направление противоположном вектору деформации. Если вам так будет проще, эту силу можно приписать к фундаментальным взаимодействиям.

Теперь рассмотрим движение шарика в рамках поставленного эксперимента. Когда мы начинаем двигать желоб, то шарик, удерживаемый на его поверхности силой трения, движется вместе с ним. После прекращения движения сила трения перестает воздействовать на шар, так как на него уже не действует сила, перемещающая тележку. Казалось бы, шар должен остановится, но вместо этого он продолжает двигаться дальше, так как на него действует сила, стремящаяся восстановить структуру пространственной сетки. Таким образом шарик снова и снова выталкивается в новую область пространства и подвергается воздействию силы упругости пространства. Вследствие того, что шарик движется с небольшой скоростью пространство впереди него и за ним меняется равномерно. Изменение конфигурации пространства является своеобразной движущей силой перемещения шарика. Во втором варианте эксперимента пространство за шариком меняется слишком быстро, а перед ним не успевает измениться. Таким образом, создается повышенное давление пространства впереди шарика и он начинает двигаться в противоположную сторону.

Алексей закончил свой рассказ и замер в ожидании перед внимательно наблюдающей за ним аудиторией: «Какова будет реакция ребят на его теорию? Много ли возникло вопросов и на сколько из них у него найдется ответ?»: – эти мысли не покидали парня, пока молчание не нарушил Николай Васильевич.

– Ловко. Очень даже ловко, молодой человек! Напомните, как вас зовут? – возбужденно воскликнул профессор.

– Меня зовут Алексей Альтов, – ответил парень.

– Интересный спектакль вы для нас разыграли, Алексей. Признаюсь, мне понравилось ваше объяснение движения тел в пространстве. Но в вашем эксперименте есть одна загвоздка. Точнее говоря, не в самом эксперименте, а в его трактовке. Некоторые физические явления способны ввести наблюдателя в заблуждение, создавая некую оптическую иллюзию, если можно так выразиться и, тем самым, заставляют экспериментатора выдать желаемое за действительное. Я, конечно же, уверен в том, что вы знаете, по какой причине меняется направление движения шарика на самом деле. За счет действия сил сопротивления воздуха и силы трения возникает крутящий момент, за счет которого шарик раскручивается в сторону противоположную движению тележки.

– Разумеется, мне это известно, Николай Васильевич. Но моя задача заключалась в том, чтобы теория звучала логично и не противоречила эксперименту.

– У меня есть к вам один вопрос, Алексей, если, как вы утверждаете, пространство – это упругая система, то из этого следует, что при изменение пространственной сетки в ней возникает напряжение, стремящееся вернуть ее в исходное состояние. Данное напряжение воздействует на материю, находящуюся в пространстве, отсюда следует, что материя должна тратить энергию на то, чтобы сохранять форму объекта. Мой вопрос следующего характера, откуда у материи нескончаемый запас энергии, на сохранение формы? Из вселенского эфира или параллельных миров?

Этого вопроса Алексей боялся больше всего, одно из самых слабых мест его теории и наметанный глаз Николая Васильевича, конечно, разглядел его и пустил все свои эскадроны в атаку с целью разбить Алексея на голову. Чтобы усмирить подкатывающее волнение, Алексей глубоко вдохнул и попытался возвести сто пятьдесят три в квадрат в уме, этому приему Алексея научил его отец, Константин Геннадьевич Альтов – ученый-физик, который не раз участвовал в научных дебатах и конечно же знал, как правильно вести себя во время дискуссии.