Teoria względności potwierdzona w samochodzie

Teoria względności mówi, że na szybko poruszających się obiektach czas płynie tym wolniej, im szybciej porusza się obiekt.

Zjawisko to prowadzi do tak zwanego paradoksu bliźniąt: mamy dwóch braci bliźniaków, jednego wsadzamy do międzygwiezdnej rakiety, która z prędkością bliską prędkości światła leci w kosmos. Rakieta musi być międzygwiezdna, bo przy tych prędkościach w kilkanaście godzin opuści okolice Układu Słonecznego. Po 10 latach naszego czasu rakieta zawraca, i po wylądowaniu porównujemy obu bliźniaków. Ten, który pozostał na Ziemi postarzał się o 20 lat, ten który nudził się w rakiecie jest młodszy. O ile, zależy od prędkości rakiety, jeśli była bardzo szybka, to postarzał się o kilka miesięcy, bo tyle na pokładzie trwała cała dwudziestoletnia podróż.

Einsteinowska teoria względności mówi też, że prędkość upływu czasu zależy też od natężenia pola grawitacyjnego. Tam gdzie jest ono silniejsze, czas płynie wolniej.

Oba te mechanizmy znane są od publikacji prac Einsteina w latach trzydziestych dwudziestego wieku. Udało się je potwierdzić obserwacyjnie, jednak zwykle w tym celu wykorzystywano olbrzymie zjawiska astronomiczne, na przykład istnienie spowolnienia czasu potwierdzono przez obserwację zaburzeń ruchu orbitalnego Merkurego.

Teraz jednak "amerykańskim naukowcom" z NIST (National Institute of Standards and Technology, amerykański Główny Urząd Miar) udało się oba te zjawiska potwierdzić w skali naszego bezpośredniego doświadczenia.

Powtórzono w tym celu eksperyment wymyślony przez samego Einsteina: zsynchronizowano dwa najdokładniejsze dostępne zegary atomowe (dokładność 1 sekundy na 3,7 miliarda lat), po czym jeden z nich przewieziono samochodem z prędkością 22 mil na godzinę (czemu 22 a nie 88?). Zaobserwowano wtedy, że na ruchomym zegarze sekunda trwała 0.0000000000000045 raza krócej, co zgadza się z wartością przewidzianą przez teorię względności.

Podobnie, kiedy jeden z zegarów umieszczono o stopę wyżej od drugiego, różnica wyniosła 0.0000000000000041 raza, co zgadza się z przewidywaniami dla różnic w sile ziemskiej grawitacji w punktach odległych od siebie o 30cm.

Dla tych, którzy spędzają dużo czasu w samochodzie i cieszą się na myśl o przedłużaniu życia w ten sposób, nie mam jednak dobrych wiadomości. Jeżdżąc samochodem przez całe, 75-letnie życie, zaoszczędzilibyśmy około jedną czwartą milionowej części sekundy.

[Na podstawie Ars Technica i sciencemag.org ]

Janusz A. Urbanowicz

Więcej o: