«Абсолютно упругий мяч летит со скоростью 5 м/с и ударяется в лобовое стекло автобуса, едущего навстречу со скоростью 20 м/с. Масса автобуса – 2т, масса мяча – 1 кг. Определите, с какой скоростью отскочит мяч после удара».
Я нарисовал схему. Шарик, автобус, стрелочки… Шарик… Перед мысленным взором пронесся ярко желтый фотон размером с мяч, ударился в стекло и отскочил. Меня осенила страшная в своей простоте и смелости идея. Я отодвинул тетрадь по физике, достал чистый лист бумаги. Я спешил, меня лихорадило, быстрыми движениями я черкал ручкой по белой поверхности и про себя рассуждал:
«Так! Так, если свет состоит из таких же частиц, только очень мелких, но имеющих и массу, и скорость, то они так же будут иметь и импульс, и кинетическую энергию. Верно? Верно! А значит, они могут ее отдавать, а могут и принимать! Точно также, как этот мяч! Мяч ударится о встречный автобус и отскочит с большей скоростью, а фотон… фотон отскочит от, допустим, встречно летящего зеркала, и отразится… тоже с большей скоростью! Стоп. Но свет и так отражается от многих движущихся предметов… Но это неважно, скорость всех предметов очень мала, и они то движутся навстречу ему, то отдаляются, то есть одинаково и ускоряют свет и тормозят. В сумме эффект нулевой. А вот, скажем, если… Если сделать такой аппарат, который бы каждый раз «ловил» фотоны на встречном движении, и понемногу ускорял бы их, но только ускорял, не замедляя! Тогда можно было бы не просто поколебать скорость света мелким отклонением, а увеличить её, может быть, даже в несколько раз!»
Эта идея захватила меня. Мысль о том, что свет, сотни и тысячи лет летевший к нам из глубин Вселенной с одной и той же скоростью, можно «поймать» и ускорить, казалась обескураживающе революционной. Стало даже немного жутко от своей дерзости. Я размышлял дальше:
«Так… Нужны большие расстояния, чтобы зеркальные пластины успевали менять направление и разгоняться. Нужен вакуум – в газе свет рассеивается. Нужен излучатель, вроде лазера, способный дать короткий, но мощный импульс. Скажем, из точки «А» свет летит и ударятся в зеркало, движущееся ему навстречу, отражается и летит назад. Он не должен попасть в ту же точку «А», иначе просто рассеется об излучатель, а зеркало должно успеть за время обратного движения и возращения луча дважды изменить направление. Значит, это как минимум сотые-десятые доли секунды. За это время свет проходит тысячи километров. Такая установка может быть размещена только в космосе. Движения зеркал должны быть очень быстрыми и частыми. Это будет выглядеть, как… как вибрация!»
Мое воображение нарисовало колоссальных размеров установку. Миллионы вибрирующих зеркал, составляющих замкнутый коридор, в котором от стены к стене мечется световой импульс. Коридор опоясывает Землю по орбите и расширяется – с увеличением скорости света расстояния потребуются все больше и больше. Наконец, пройдя несколько витков ускорителя, свет вырывается из плена и устремляется по назначению, в глубины Вселенной! Только ему на это потребуется не тысячи световых лет, а в два, в три, а, может быть, и в десять раз меньше времени! Ну что, космические скептики, съели!
Весь конец дня я сидел как на иголках. Ускоритель света не давал мне покоя. Я беспрестанно обдумывал свою идею, менял детали реализации, с затаенным страхом мучительно перепроверял, нет ли где ошибки.
«Ну вот же, фотон, он – частица, у него есть и масса, и скорость. Ударяется, ускоряется. Всё верно».
Однако грызла мысль, что такая простая идея не могла столь долго дожидаться меня. Если рассуждения верны, давно уже должен был кто-нибудь изобрести «ускоритель света». Но, как я ни вертел свою идею, ошибки не находил.
Утром следующего дня на ватных ногах я подошел к учительнице по физике и чьим-то чужим голосом произнес: «Я вот тут придумал кое-что… со светом…». И протянул исписанный и изрисованный лист бумаги. Учительница взялась расшифровывать мои каракули.
– Вот это свет, верно? А это что?
– Зеркала. Они движутся навстречу фотонам и отражают… И ускоряют.
– Так, поняла, и луч гоняется по этому лабиринту, состоящему из таких пластин, а потом направляется в цель, верно?
– Верно.
