Кандидат фізико-математичних наук
Взагалі питання має на увазі, що людина почне пояснювати про те, що три волосини на голові - це мало, а три волосини в супі - це багато. Якщо ж намагатися трохи серйозніше в двох словах розповісти про теорію відносності, то, напевно, доведеться почати з того, якого роду питання призвели до її виникнення. Одним з головних питань тут є такий: «Як виміряти швидкість?».
Припустимо, мова йде про швидкість човна. Тоді поступають таким чином: вибирають якусь фіксовану відстань, скажімо, відстань між двома стовпами, і вимірюють час, за яке човен пропливе від одного стовпа до іншого. Залишилося тільки розібратися, як поміряти цей самий час. Тут зазвичай роблять так: встають на носі човна, беруть секундомір і починають засікати час, коли порівняються з першим стовпом. І коли побачать, що пропливають повз стовпа-закінчення, секундомір зупиняють. Тепер спробуємо зробити це ж вимір, але перебуваючи не в човні, а в бочці, де нічого не видно. Тоді нам треба якось зрозуміти, що ми припливом повз стовпа. Наприклад, можна поставити на стовпах по помічникові, які б кидалися в воду, як тільки наша бочка з ними порівняється, допливали б до нас і казали, що пора починати (або закінчувати) відлік. Тоді ми б почали відлік часу, коли припливе перший помічник, закінчили, коли доплив би другий, і таким чином дізналися б, скільки часу пройшло. Правда, при цьому ми б дізналися, що не скільки часу ми пливли між двома стовпами, а скільки часу ми пливли між двома сигналами про те, що ми припливом повз стовпа. Так що по-хорошому нам би ще треба було якось врахувати, скільки часу пливли обидва помічника. Але ж при невдалому збігу обставин могло виявитися так, що другий приплив б раніше першого (наприклад, якщо русло річки нижче за течією стає вже, і плисти йому треба набагато менше).
Інший приклад, трохи ближче до сучасної реальності. Якщо ми захочемо виміряти швидкість кулі, нам треба буде засікти час пострілу як час початку польоту кулі і час попадання в мішень як час закінчення польоту. Тоді, якщо ми не бачимо саму кулю, то ми почнемо відлік, коли почуємо звук пострілу, а закінчимо, коли почуємо, що куля потрапила в ціль. При цьому, оскільки куля летить швидше звуку, ми можемо спочатку почути, що куля потрапила в мішень і тільки потім, здалеку, прилетить звук пострілу. Щоб таких казусів не виникало, добре б, щоб швидкість сигналу про час початку і кінця відліку була б помітно вище швидкості, яку ми хочемо виміряти. Так вже вийшло, що найшвидший спосіб подачі сигналу, який ми можемо собі уявити, - це саме побачити. Тобто в ролі плавців, які подають сигнал, в ситуації з човном виступає світло, відбите від стовпів на березі. Тому якщо швидкість човна, в якій ми пливемо, більше швидкості світла, то у нас немає ніякої можливості її виміряти: світло від першого стовпа ніколи нас не наздожене. А якщо швидкість човна і не більше швидкості світла, але порівнянна з нею, то щоб її виміряти, доведеться вносити поправки на той час, який світло від стовпів наздоганяв нас.
Теорія відносності пропонує спосіб враховувати всі ці поправки. Це особливо важливо, коли мова йде про швидкості космічних об'єктів, оскільки вони-то якраз і рухаються з божевільними швидкостями один щодо одного.