Эйнштейновское замедление времени увидели в лаборатории

Ученые зарегистрировали в лаборатории замедление времени, предсказанное в рамках общей и специальной теорий относительности. Работа исследователей опубликована в журнале Science. Коротко о ней пишет портал Nature News.

Исследователи работали с оптическими атомными часами, в которых «работает» атом алюминия. Отсчет времени в часах ведется следующим образом: на атом алюминия воздействует лазерное излучение, которое заставляет атом перейти на более высокий энергетический уровень. Если переход происходит, то на источник лазерного излучения подается сигнал, который препятствует изменению параметров излучения. Таким образом, в часах постоянно происходят энергетические переходы, точно отмеряя единицы времени.

Ионная ловушка, где находятся «рабочие» атомы
атомных часов. Фото с сайта nist.gov

Авторы новой работы использовали лазер с очень высокой частотой, соответственно отмеряемые в часах единицы времени были очень маленькими. Такие часы отличаются чрезвычайно высокой точностью – погрешность в одну секунду накопится в них за 3,7 миллиарда лет.

Общая теория относительности предсказывает, что если два наблюдателя находятся на разном расстоянии от некоего массивного объекта, то тому, кто находится дальше, будет казаться, что часы второго наблюдателя идут замедленно. В качестве массивного объекта ученые использовали Землю – они расположили одни оптические часы на 33 сантиметра выше, чем вторые. В часах, расположенных выше, наблюдалось замедление времени – согласно расчетам, за 79 лет оно бы составило 90 миллиардных частей секунды.

Согласно положениям специальной теории относительности, ход часов на руке наблюдателя, движущегося относительно напарника, будет казаться напарнику более медленными, чем ход часов на его руке. Для проверки этого утверждения исследователи «заставляли» атом алюминия в оптических часах колебаться со средней скоростью около 36 километров в час. В этом эксперименте также было зафиксировано замедление времени.

Недавно другой коллектив исследователей подтвердил справедливость положений некоторых положений общей теории относительности совсем другими методами. Специалисты-астрофизики анализировали информацию о более чем 70 тысячах галактик, изображения которых были получены в ходе Слоановского цифрового обзора неба (SDSS). В итоге ученые показали, что значение безразмерного параметра EG, который характеризует, в частности, процессы гравитационного линзирования, роста галактических структур и формирования скоплений в космологических масштабах, хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями.

Ссылки по теме

• Relativity comes down to Earth – Nature News, 23.09.2010