Фізики довели, що атомні годинники не помиляться у точності вимірювання часу навіть за мільярди років

Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері провели експеримент із використанням оптичного атомного годинника — найточнішого у світі приладу для вимірювання часу. Його встановили на вершині гори Маунт Блю-Скай (4 348 м), щоб порівняти хід часу з ідентичним годинником у лабораторії внизу. Ці пристрої настільки точні, що можуть виявити різницю у плинності часу навіть на кілька метрів висоти.

Згідно з теорією відносності Ейнштейна, час тече по-різному залежно від сили гравітації та швидкості, з якою рухається об’єкт. На Землі це означає, що час на вершинах гір тече швидше, ніж біля рівня моря, а отже, навіть у межах однієї планети не існує абсолютно однакового «тепер».

Причина цього явища — гравітаційне розширення часу. Чим ближче об’єкт до масивного тіла (наприклад, до ядра Землі), тим сильніше гравітаційне поле і тим повільніше рухається час. За оцінками, якщо врахувати всі шари планети, то земне ядро приблизно на 2,5 роки молодше за поверхню. Це означає, що через мільярди років накопичена різниця в темпі плину часу робить «внутрішню Землю» трохи молодшою — ефект невеликий, але реальний.

Оптичні годинники, що працюють на холодних атомах і лазерах, можуть вимірювати час із точністю до однієї секунди на 40 мільярдів років — тобто точніше, ніж вік Всесвіту. Ці технології відкривають нові можливості: наприклад, дозволяють вимірювати зміни у висоті земної поверхні, моніторити танення льодовиків або навіть перевіряти межі загальної теорії відносності та квантової механіки.

Як зазначає професор Скотт Діддамс, такий експеримент — «безпрецедентний крок до того, щоб зробити найточніші годинники мобільними». У майбутньому подібні прилади можуть стати основою нових способів вимірювання гравітації, геодинаміки Землі та — потенційно — тестування самих фундаментів фізики.