Imagine generata de Microsoft AI
Oamenii de știință știu mai demult că timpul trece mai repede la altitudini mai înalte – un aspect curios al teoriilor relativității lui Einstein, lucru care anterior a fost măsurat prin compararea ceasurilor de pe suprafața Pământului și a unei rachete care zbura la înălţime. În 2010, fizicienii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) au măsurat acest efect la o scară mai reală de 33 de centimetri, demonstrând, de exemplu, că îmbătrânești mai repede când stai în picioare pe câteva trepte mai sus pe o scară.
Diferența este mult prea mică pentru ca oamenii să o perceapă în mod direct – e vorba de aproximativ a 90-a miliardă dintr-o secundă într-o viață de 79 de ani – dar poate oferi aplicații practice în geofizică și în alte domenii. Cercetătorii NIST au observat, de asemenea, un alt aspect al relativității: că timpul trece mai lent atunci când te miști mai repede, la viteze comparabile cu o mașină care merge cu aproximativ 30 km/oră, o scară mai inteligibilă decât măsurătorile anterioare făcute folosindu-se avioanele cu reacție.
Oamenii de știință NIST au efectuat experimentele de „dilatare a timpului” comparând operațiunile unei perechi dintre cele mai bune ceasuri atomice experimentale din lume. Un asemenea ceas are o eroare de doar 1 secundă la aproximativ 3,7 miliarde de ani. Ceasurile sunt suficient de precise și stabile pentru a scoate la iveală micile diferențe care nu au putut fi văzute până acum.
Experimentele NIST testează două predicții ale teoriilor relativității lui Einstein. În primul rând, atunci când două ceasuri sunt supuse unor forțe gravitaționale inegale, ceasul superior – care experimentează o forță gravitațională mai mică – rulează mai repede. În al doilea rând, atunci când un observator se mișcă, ticăitul unui ceas staționar pare să dureze mai mult, astfel încât ceasul pare să funcționeze mai lent. Oamenii de știință se referă în cazul acesta la „paradoxul geamănului”, atunci când un frate geamăn care călătorește pe o rachetă cu mișcare rapidă s-ar întoarce acasă mai tânăr decât celălalt geamăn.
Într-un set de experimente, oamenii de știință au ridicat unul dintre ceasuri la o înălțime de 33 cm deasupra celui de-al doilea ceas. Destul de sigur, ceasul mai mare a rulat cu o rată puțin mai rapidă decât ceasul inferior, exact așa cum a fost prezis.
Astfel de comparații ale ceasurilor super-precise în cele din urmă pot fi utile în geodezie, știința măsurării Pământului și a câmpului său gravitațional, cu aplicații în geofizică și hidrologie și, eventual, în testele spațiale ale teoriilor fundamentale ale fizicii.
Sursa: nist.gov