Самая высокая телевышка Земли помогла физикам проверить теорию относительности

ТОКИО, 8 апреля. /ТАСС/. Японские ученые в очередной раз экспериментально доказали истинность теории относительности, которую выдвинул Альберт Эйнштейн. Для этого физики установили сверхточные атомные часы у подножия и на верхних этажах самой высокой телевышки Земли – Tokyo Skytree. Об этом пишет газета "Майнити". Статью физиков опубликовал научный журнал Nature Photonics.

Читайте также

Как Александр Фридман исправил главную ошибку Эйнштейна

"Наши портативные атомные часы можно использовать не только для проверки теорий Эйнштейна, но и для сверхточного замера структуры пространства-времени. Эти данные позволяют отслеживать небольшие различия в высоте местности, что важно, к примеру, при наблюдениях за "вздутием" недр Земли в окрестностях активных вулканов или зон сейсмического напряжения", – рассказал руководитель работы, профессор Токийского университета Хидетоси Катори.

Одно из следствий общей теории относительности Эйнштейна заключается в том, что время в присутствии гравитационных полей разной силы течет неоднородно. Чем сильнее гравитация, тем сильнее "растягивается" время. Благодаря этому, например, в окрестностях горизонта событий черных дыр его ход практически полностью замирает.

За последние 50 лет астрономы и физики неоднократно подтверждали это в ходе наблюдений за далекими объектами и экспериментов на орбите Земли, из-за чего сейчас фактически никто не сомневается в том, что гравитация действительно влияет на время.

Наука над Токио

Тем не менее, ученые продолжают периодически проводить подобные тесты в надежде на то, что им удастся найти новые проявления теории Эйнштейна в природе, а также приспособить ее для решения различных практических задач. В частности, Катори и его коллеги предлагают использовать ее для наблюдений за малейшими сдвигами в устройстве недр Земли и сверхточной оценки высоты различных объектов.

Чтобы решить подобную задачу, японские физики создали сверхточные, но при этом портативные и мобильные атомные часы, которые можно устанавливать в любой точке местности. Эти приборы, как заявляют ученые, позволяют измерять различия в высоте с точностью в сантиметр. Чтобы такие часы отстали хотя бы на секунду, должно пройти не менее 30 млрд лет, добавляют специалисты.

Для проверки их работоспособности физики выбрали самый высокий объект в Токио — телебашню Skytree, высота которой составляет 634 метра. Это самое высокое здание такого рода в мире.

Установив атомные часы у подножия этой телевышки и на ее смотровой площадке, ученые проследили за тем, как сильно замедляется ход времени на высоте в 450 метров. Эти замеры, по словам Катори и его коллег, не уступили в точности аналогичным экспериментам, которые проводили в лабораторных условиях или на борту спутников.

Сверка показаний выявила, что часы на смотровой площадке, шли примерно на 5 стотрилионных долей секунды быстрее, чем часы на первом этаже. За сутки отставание "нижних" часов составило примерно 4,3 наносекунды (наносекунда – одна миллиардная часть секунды). 

Согласно расчетам исследователей, за один год разница между часами составила бы примерно 1,6 микросекунды (микросекунда – одна милионная часть секунды). Авторы эксперимента не нашли этому иного объяснение кроме того, что ход "нижних" часов замедляла сила гравитации. 

Эксперимент в очередной раз подтвердил выкладки Эйнштейна с точностью в 99,9986%. В будущем ученые планируют провести аналогичный эксперимент, но с гораздо большим расстоянием между двумя приборами.