Вот как пишут об этом Мизнер, Торн и Уилер: «В первые полвека своего существования общая теория относительности была раем для теоретиков и адом для экспериментаторов. Нельзя было представить себе теорию более прекрасную, но в то же время с таким трудом поддающуюся проверке. Но ситуация изменилась. За последние несколько лет общая теория относительности превратилась в одну из наиболее оживленных и плодотворных областей экспериментальной физики. Спустя полвека развитие техники наконец-то достигло уровня эйнштейновского гения — не только в области астрономии, но и в лабораторных экспериментах». Закапчивается это рассуждение фразой: «Теперь она (общая теория относительности. — Р. П.) рай для всех…»

Любопытно отметить, что большая доля проверок закона всемирного тяготения Ньютона тоже пришлась на время, отделенное от публикации закона примерно полувеком.

Еще десять — пятнадцать лег назад пересчитать все пункты, по которым теория гравитации Эйнштейна была проверена, удалось бы по пальцам одной руки. Теперь соответствующих экспериментов проведено и планируется столько, что рассказать в этой книге удается далеко не о всех из них.

Ну, во-первых, проверка принципа эквивалентности тяжелой и инертных масс идет в актив общей теории относительности.

В ее пользу высказывается и сумма выводов, полученных в некоторых областях физики элементарных частиц.

Наблюдения Эддингтона за поведением звездного луча вблизи Солнца были повторены многократно. Но очень долго при этом результаты наблюдений (степень искривления луча) довольно сильно отклонялись в сторону от предсказания Эйнштейна. Правда, то в одну сторону, то в другую, но разброс был слишком велик, чтобы не огорчать и не беспокоить привыкших к точности астрономов.

Совсем недавно удалось решить эту проблему, только уже не с волнами света, а с сантиметровыми радиоволнами от ярких небесных радиоисточников. Точность совпадения наблюдений с предсказанием достигла двух процентов. И ни в одном из многих измерений не удалось обнаружить каких-либо «противопоказаний» против общей теории относительности.

Новые подтверждения предсказанным теорией относительности фактам были неожиданно (неожиданно ли?) обнаружены в старых звездных каталогах — списках звезд с указанием их характеристик и особенностей.

Лет десять назад советские ученые Л. Я. Арифов и Р. К. Кадыев нашли еще целых сто тридцать пять «звездных автографов», выданных Эйнштейну.

Чтобы стала понятна самая суть дела, придется коснуться метода определения расстояний до звезд. Один из двух главных способов (а до конца XIX века и единственный) заключается в измерении расстояния, на которое звезда смещается на нашем небе за полгода в зависимости от того, в какой точке своей орбиты находится Земля. Астрономы строят прямоугольный треугольник, его гипотенуза — расстояние от Солнца до звезды, а малый катет — большая полуось эллипса земной орбиты. Малый угол (при звезде) в том треугольнике называют годичным звездным параллаксом. Вычисление его размера по законам тригонометрии и позволяет затем определить расстояние до звезды. Годичный параллакс в одну секунду соответствует здесь одному парсеку, причем чем меньше параллакс, тем дальше от нас звезда. К слову сказать, для самой близкой к Земле звезды, которую так и зовут Ближайшая Центавра, параллакс равен семидесяти шести сотым секунды.

Теперь (уже почти столетие) годичный параллакс и, соответственно, расстояние до звезды умеют определять еще и на основании изучения ее спектра, так называемым астрофизическим методом.

Арифов и Кадыев впервые обратили внимание на то, что при этих двух методах должны (должны!) получаться несколько разные результаты. Ведь луч звезды, согласно общей теории относительности, искривляется в поле тяготения Солнца. Значит, мы видим звезду не совсем на том месте, где она находится на самом деле, значит, ее параллакс первым, тригонометрическим, методом мы определяем не совсем правильно.

Между тем при астрофизическом методе определения параллакса на его величине эффекты, связанные с геометродинамикой Эйнштейна, не сказываются, результат получается более точным. Разницу между астрофизическим и тригонометрическим параллаксами можно определить расчетом.

Ученые так и сделали — и средняя разница составила четыре тысячных доли секунды.

А затем они взяли звездный каталог на две тысячи двести восемьдесят девять звезд с указанием для каждой из них того и другого параллакса и выбрали из этих звезд сто тридцать пять, для которых тот и другой годичные параллаксы были определены с одной и той же степенью точности.

Ну и вот, все астрофизические параллаксы оказались больше, чем соответствующие тем же звездам тригонометрические, больше как раз на те предварительно вычисленные четыре тысячные секунды.

Так звездный каталог оказался сборником звездных подписей под теорией гравитации Эйнштейна.

В теории Ньютона свет движется с бесконечной скоростью, и на его частоту никак поле тяготения не действует. Согласно же общей теории относительности частота света и вообще электромагнитных волн должна в гравитационном поле изменяться. Причем если свет идет по направлению к центру тяготения, частота повышается, если от центра тяготения — понижается. Этот факт был проверен многократно, начиная с 1960 года.

В первых экспериментах фотоны, частицы света, заставляли «подниматься» на высоту двадцать два с половиной метра против земной силы тяжести в трубке, заполненной гелием и помещенной в шахту. При этом предсказания Эйнштейна были подтверждены с точностью до одного процента. Не так давно был поставлен эксперимент, в котором электромагнитные волны шли в гравитационном поле Земли от источника излучения до его приемника десять тысяч километров. Естественно, опыт ставился с участием космической ракеты. Результаты совпадали с предсказанием с точностью до четырех сотых процента.

Подтвердили общую теорию относительности опыты по радиолокации планет и космических кораблей с Земли. Радиолуч, отраженный от спутника, находящегося на орбите Марса, запаздывает с приходом на Землю на двести миллионных долей секунды, если по дороге ему приходится пролетать вблизи Солнца. Задержка в экспериментах с точностью до двух процентов соответствует предсказаниям общей теории относительности.

Как видите, обо всех уже выполненных экспериментах приходится монотонно повторять: соответствует… отвечает… с точностью до стольких-то процентов (стольких-то миллиардных долей). Это хорошо, поскольку подтверждает, что работающие в гравитации физики руководствуются на сегодня правильной теорией; это плохо, поскольку сказано же: самое лучшее для науки, когда точно поставленный эксперимент противоречит хорошо обоснованной теории.

А дальше… Мало того, что физики собираются повторять и повторять уже получившиеся опыты со все большей точностью. Они придумывают новые.

В этой книге уже не раз теория Эйнштейна сопоставлялась с теорией Максвелла. Причины тому носят не только исторический и философский характер, но и имеют глубокий физический смысл. У электромагнитного и гравитационного полей немало общих закономерностей. В том лишь беда, что снова и снова гравитационщики упираются лбом в слабость гравитационного воздействия.

Как все просто в электромагнетизме: возьмите две катушки, в которых протекает электрический ток, сблизьте их — и они будут притягиваться или отталкиваться в зависимости от взаимного направления токов. И для того, чтобы обнаружить такое притяжение или отталкивание, не обязательны даже приборы — «взаимодействие» катушек ощутят и оцепят руки, которые их держат.