Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle

Un record incredibil a fost obținut recent de un grup de cercetători coordonați de Jun Ye de la institutul american JILA, care au reușit să măsoare diferențe de timp cu ceasuri atomice pe distanța de 1 mm în câmpul gravitațional terestru, confirmând teoria relativității generale.

 
Timpul în relativitatea generală

Teoria relativității generale a lui Einstein arată că spațiul și timpul sunt legate de energia și materia din univers. Deci nu sunt absolute, ci depind atât de observator (adică cine face măsurătoare), cât și de câmpul gravitațional. Această teorie ne spune de exemplu că timpul trece mai lent în câmpuri gravitaționale intense; cu cât câmpul gravitațional este mai intens, cu atât timpul trece mai încet.

Citește și: De ce timpul trece mai încet la baza unui munte (o explicație intuitivă)

Dacă vă amintiți filmul Interstellar, atunci când ajungeau pe planeta din apropierea găurii negre, unde câmpul gravitațional era foarte intens, timpul trecea mult mai lent decât pentru cei lăsați acasă. O oră pentru cei de pe planetă era echivalent cu 7 ani pentru cei rămași acasă. Acest efect a fost măsurat în multe experimente, în special cu ceasuri atomice.


Ceasul atomic

Cum măsurăm timpul? Putem folosi un ceas mecanic, cu roți dințate, dar acesta nu este foarte precis. La ora actuală pentru măsurători de precizie ale timpului se folosesc așa-numitele ceasuri atomice.

Ceasul atomic este un ceas care utilizează tranziția frecvenței electronice de obicei în zona microundelor, opticii sau a ultravioletelor dintr-un spectru electromagnetic a unui atom. Atomii, cum bine știm, au niveluri de energie bine definite (citește și: Cum sunt distribuiți electronii în cadrul unui atom); deci inclusiv tranzițiile dintre aceste nivele au energii foarte bine definite. Aceste tranziții atomice sunt folosite pentru măsurarea timpului. Se pot folosi diverse tipuri de sisteme atomice, precum cesiul, însă nu doar acesta.

Cu ajutorul acestor ceasuri atomice s-a putut demonstra cum timpul trece diferit la diverse înălțimi în gravitația terestră. Au fost observate diferențe între timp pentru poziții care aveau între ele diferențe de circa 30 de centimetri – aceste diferențe sunt extrem de mici.


Un nou record: diferențe de timp pe distanțe de 1 mm

Recent un grup de cercetători condus de Jun Ye de la JILA University of Colorado, Boulder (UȘA) a reușit să obțină un record incredibil: măsurarea diferenței de timp într-un sistem atomic la diferențe de înălțimi în câmpul gravitațional terestru de 1 mm.

Sistemul folosit a  fost alcătuit din 100.000 atomi de stronțiu, ultrareci, aranjați într-o structura specială (de rețea). A fost măsurat modul în care variază frecvența tranziției între nivelurile de energie în funcție de câmpul gravitațional și s-a demonstrat că timpul pentru atomii într-un câmp gravitațional mai intens (însă cu o diferența de doar 1 mm!)  trece mai încet decât pentru cei în câmp gravitațional mai puțin intens; diferența măsurată în limita erorilor este exact ceea ce se aștepta din teoria relativității generale.

Acest rezultat a fost posibil prin îmbunătățirea tehnicilor experimentale care au permis o precizie în măsurarea frecvenței de circa 7,6x10-21! Incredibilă precizie!


La ce folosește?

Cu ajutorul acestui ceas atomic pus la punct de cercetători am putea măsura timpul cu o precizie atât de mare, încât ceasul atomic ar greși cu doar o secundă la 4 mii de miliarde de ani! Mult mai mult decât vârsta universului nostru.

Pe lângă tehnologia aplicată, care este de interes în mai multe domenii, aceste măsurători pot la un moment dat să ne arate cum teoria lui Einstein nu mai explică rezultatele obținute; evident pentru aceasta este nevoie de noi îmbunătățiri. Ba mai mult, se caută să se măsoare eventuale efecte ale materie întunecate asupra diferenței de timp, ceea ce ar reprezenta o nouă metodă față de cele utilizate în studiul acestei acestei materii misterioase.

Citește și: Timpul nu există, în fapt, în natură

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Nelu · 22:17 23.11.2021
    O întrebare: gravitația are efect (influență) asupra timpului sau, poate, are efect(influență) asupra   electronului în tranziție?   Gravitația!? Gravitația o influență cu o anumită forță
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Nelu · 22:33 23.11.2021
    Gravitația!? Gravitația este o influență, cu o anumită forță, a unui corp asupra altui corp aflat la distanța X dintre ele, prin intermediul a ceva necunoscut, necunoscut căruia îi zicem: cîmp.  
Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Dacă găsești util site-ul, ne poți ajuta cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro