Специальная теория относительности работает с постоянными скоростями, потому она и специальная, но в реальном мире постоянных скоростей практически не бывает — всё решает ускорение.
Вполне можно сказать, что наличие в мире ускорения привело к созданию Общей теории относительности. Именно стремление учесть все возможные из-за этого феномены привело к открытию зависимости между временем и гравитацией.
Согласно Общей теории относительности, чем массивнее объект, тем больше он растягивает ткань пространства-времени. Можно сказать, что менее массивные объекты не падают к центру массивного, а, скорее, подталкиваются искривлённым пространством.
Таким образом, собственное время для этих менее массивных объектов остаётся неизменным, но в системе отсчёта более отдалённых первые будут замедляться, так как пространство для них будет растянуто, а для них, в свою очередь, отдалённые объекты будут ускоряться, из-за того, что, приближаясь к гравитирующему объекту они испытывают этот эффект «подталкивания» или «падения» на него.
Не самый очевидный эффект замедления времени прослеживается буквально повсюду. Ричард Фейнман в одной из своих лекций по гравитации, прочитанных в 1962-1963 годах в Калифорнийском технологическом университете (США), сказал:
«Следует быть значительно внимательнее в будущем при разговоре о возрасте таких объектов, как Земля, поскольку её центр должен быть на день или два моложе, чем поверхность»
Интересно, что этот его мысленный эксперимент подтвердился [1]. Сегодня известно, что история Земли от формирования из протопланетного диска до сегодняшнего момента не связана напрямую с её возрастом, как бы странно это не звучало.
В частности, стало известно, что на поверхности нашей планеты больше продуктов распада радиоактивных изотопов, чем при углублении, что связано, как теперь понимают учёные, с различными условиями, в которых происходит старение изотопов — на поверхности гравитация слабее, из-за чего в ядре время протекает медленнее примерно на 0,0000000003 секунды. Малозаметный эффект, если говорить и сиюминутных наблюдениях, но за миллиарды лет погрешность даёт о себе знать.
Согласно наиболее реалистичной модели внутреннего строения Земли, в которой учитывается изменение гравитационного потенциала по мере приближения к её центру, сегодня ядро планеты моложе поверхности на целых 2,49 года. Релятивистское замедление времени, вызванное вращением планеты вокруг своей оси, вносит незначительный вклад, не превышающий двух суток, так что его не учитывают.
Наш мир по-настоящему удивителен, и #наука способна это показать.
1. О разнице в возрасте между ядром и поверхностью Земли.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram , в котором со временем будет выходить бо́льшая часть публикаций, и чат для дискуссий на научные темы.
