Все мы с вами привыкли, что течение времени постоянно, но последние измерения показывают, что гравитация замедляет ход времени, и поэтому часы на орбите будут идти чуть быстрее, чем на берегу океана.
Более того, ученым удалось измерить разницу в течение времени между расстоянием всего в один миллиметр. Ну а как у них это получилось и будет рассказано в данном материале.
На ход времени влияет гравитация
Идея о том, что на ход времени оказывает влияние такая сила, как гравитация, была высказана еще в 1915 году знаменитым физиком А. Эйнштейном в рамках его теории относительности.
Так, согласно теории, огромные массы оказывают влияние на ход времени, так как за счет гравитационного воздействия искажают ткань пространство-время.
И получается, что время замедляет свой ход по мере приближения к массивному объекту (планеты, звезды и даже черные дыры).
Получается, что замедление на Земле указывает на то, что на больших высотах время течет несколько быстрее, чем у берега моря. И даже живущие на последних этажах высоток люди будут стареть немного быстрее людей, живущих на первых этажах.
Безусловно, разница настолько мала, что ее можно обнаружить, только используя такие высокочувствительные и сверхточные измерители, как атомные часы.
Так вот ученым из научно-исследовательского института физических наук (Университет Колорадо, США) (JILA) удалось измерить, как изменяется ход времени на расстоянии всего в один миллиметр.
Сверхточные измерения и их результаты
Для того чтобы выполнить такие сверхточные измерения, инженеры решили использовать атомные часы, реализованные из сверхохлажденного облака, состоящего из 100 000 атомов стронция.
Каждый «тик» таких часов происходит только тогда, когда атомы переключаются между энергетическими уровнями, и это происходит с определенной частотой.
Так вот, контролируя энергетические состояния, команде удалось добиться работы всех атомов в облаке в идеальном синхронном состоянии на протяжении 37 секунд.
В ходе эксперимента именно эти атомные часы ученые загрузили в оптическую решетку, которая «уложила» их (часы) в несколько тончайших слоев. Так вот когда атомы «тикали» в унисон, ученые применяли чрезвычайно точные методы визуализации. Это позволило измерить «тик» в верхнем слое и нижнем слое этой решетки.
И как показали замеры, была обнаружена разница между двумя областями из-за замедления времени. При этом сдвиг частот атомных часов составил 0,00000000000000000001. Да, безусловно, степень изменения ничтожно мала, но она все-таки присутствует.
Ученые утверждают, что их работа как минимум позволит увеличить точность атомных часов как минимум в 50 раз, по сравнению с существующими версиями. Также, возможно, это позволит создать новые инструменты для изучения новых тайн физики.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах журнала Nature.
Ну а если вам понравился текущий материал, то не забудьте его оценить, а также подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!