Gravitacija iš tiesų veikia laiko eigą
Kaip jums atrodo, ar jeigu, tarkim, esate jūros lygyje, senstate lėčiau ar greičiau nei kas nors, esantis Everesto viršūnėje?
Akivaizdu, jog Einšteino bendroji reliatyvumo teorija apvertė žmonijos supratimą apie Visatą jau gerokai daugiau nei prieš šimtmetį, ir nuo tada mokslininkai, kaip žinia, atrado, kad laiko žygis iš esmės yra ganėtinai pastovus[1]. Kita vertus, tarp siaubingų bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmių akcentuojama ir tai, kad laikas aukštumoje vis tik slenka greičiau nei apačioje.
Šis protą „iš koto“ verčiantis reiškinys atsiranda todėl, jog kuo arčiau Žemės yra objektas, tuo stipresnis yra gravitacijos poveikis.
Ir štai, kadangi bendroji reliatyvumo teorija gravitaciją apibūdina kaip erdvės ir laiko deformaciją, pats laikas lėčiau eina didesniame aukštyje ir didesniais atstumais nuo Žemės, kur gravitacija turi žymiai mažesnį poveikį.
Taigi, jei laikas yra susietas su gravitacija, ar tai reiškia, kad žmonės kalnų viršūnėse sensta greičiau nei žmonės jūros lygyje, ar vis tik atvirkščiai?
Anot kai kurių fizikų, visų objektų, esančių toliau nuo gravitacinio lauko, pavyzdžiui, Žemės, laikas iš tikrųjų juda lėčiau. Tai reiškia, kad dideliame aukštyje gyvenantys žmonės sensta šiek tiek greičiau nei tie, kurie mindžikuoja jūros lygyje.
Kitais žodžiais tariant, gravitacijos dėka mes senstame lėčiau santykiniu požiūriu, palyginti su žmogumi, kuris yra ant kokio nors masyvaus objekto.
Tiesą sakant, tam žmogui visas mus supantis pasaulis, veikiamas gravitacijos, irgi rodosi besivystantis žymiai lėčiau.
Skirtumai nedideli, bet išmatuojami
Tvirtinama, jog jei 30 metų sėdėtumėte Everesto viršūnėje, kuri yra 29 000 pėdų (8 848 metrų) virš jūros lygio, būtumėte 0,91 milisekunde vyresni nei tuos pačius 30 metų praleidę jūros lygyje[2].
Panašiai būtų ir tuo atveju, jei jūros lygyje gyvenančių dvynių keliai išsiskirtų 30 metų, ir vienas iš jų persikeltų į mylios aukščio (1 600 m) Boulderį Kolorado valstijoje, kol kitas liktų ant „Žemės“. Debesyse gyvenantis dvynys būtų maždaug 0,17 milisekundės vyresnis už savo brolį, kai jie vėl susitiktų.
Įdomu tai, jog įspūdingame eksperimente dalis mokslininkų panaudojo vieną tiksliausių atominių laikrodžių pasaulyje, kad parodytų, jog laikas bėga greičiau net vos 0,2 milimetro virš Žemės paviršiaus.
„Tai ne tik skaičiavimai – matėme net ir tai, kaip keičiasi laikrodžio tiksėjimas maždaug žmogaus plauko pločio atstumu“, – sakė fizikas Tobiasas Bothwellas.
Šiaip ar taip, norint suprasti, kodėl gi masyvūs objektai deformuoja laiką, derėtų pripažinti, jog erdvė-laikas yra keturmatis gobelenas, „austas“ iš trijų erdvės koordinačių (aukštyn/žemyn, dešinėn/kairėn ir pirmyn/atgal), ir vienos laiko koordinatės (praeitis/ateitis).
Tuo tarpu reliatyvistiniame modelyje gravitacija yra tai, ką mes vadiname, kai bet koks didelis objektas iškreipia tą gobeleną, sutapatindamas erdvę ir laiką kaip vieną matmenį.
Viskas, kas turi masę, turi įtakos ir laikui
Netoli objekto, erdvė-laikas yra iškraipomas, dėl ko laikas, kaip jau supratote, išsiplečia. Kita vertus, nors poveikis yra tikras ir išmatuojamas, tačiau menkai reikšmingas kasdienėse situacijose.
Visgi kalbant ne apie kasdienybę, šis reiškinys, taip pat žinomas kaip gravitacinis laiko išsiplėtimas, gali būti mažų mažiausiai netvarkingas[3].
Puikus to pavyzdys yra GPS palydovai, skriejantys aplink Žemės rutulį 12 544 mylių (20 186 kilometrų) aukštyje, turintys prisitaikyti prie to, kad jų laikrodžiai veikia 45,7 mikrosekundėsmis per parą greičiau nei laikrodžiai, esantys arčiau Žemės.
Įdomu tai, jog pagrindinis reliatyvumo teorijos poveikis laikui bėgant tikriausiai yra GPS tikslumas. Kadangi GPS palydovai juda dideliu greičiu ir yra aukštai nuo Žemės, reikia atidžiai atsižvelgti į greičio ir gravitacijos reliatyvistinį poveikį, kad galėtume labai tiksliai nustatyti pastarųjų padėtį plokštumos atžvilgiu.
Bet kokiu atveju, arčiau „namų“, akivaizdu, gravitacija iš tikrųjų verčia mus senti lėčiau.
Žinoma, dažniausiai tai yra tik milisekundžių reikalas, dėl ko pastangos nuolatos būti jūros lygyje vargu ar yra perspektyvi kovos su senėjimu strategija. Tačiau laikas be išimties yra brangus, ypač kai jis stebimas didelių objektų kontekste.
