Saatlar, cazibə qüvvəsi və nisbiliyin hədləri

Mavi planet Yerin qarşısında parlaq gümüş silindrik kosmik gəmi.

Avropanın Columbus kosmik laboratoriyasının bu görüntüsü 9 iyul 2013 -cü ildə kosmosda gəzərkən ESA astronavtı Luca Parmitano tərəfindən çəkilmişdir.ESA / NASA.


ESA vasitəsi ilə

Beynəlxalq Kosmos Stansiyası Yer kürəsini tərk edəcək ən dəqiq saatlarla ev sahibliyi edəcək. 300 milyon ildə bir saniyəyə qədər dəqiq olan saatlar, nisbilik nəzəriyyəsinin sərhədlərini və cazibə qüvvəsi anlayışımızı sınamaq üçün zamanın ölçüsünü itələyəcək.


Albert Eynşteynin ümumi nisbi nəzəriyyəsi, cazibə qüvvəsinin və sürətin zamana təsir etdiyini təxmin edirdi; nə qədər sürətli səyahət etsəniz, vaxt o qədər yavaşlayar, həm də çəkisi nə qədər çox olarsa, o qədər yavaşlayar.

Qara şüaların qeyri -bərabər bir sahəsi ilə əhatə olunmuş ağ bir dairə, hamısı boz bir fonda.

1919 -cu il Günəş tutulmasının mənfi fotoşəkili. Kral Astronomiya Cəmiyyəti vasitəsi ilə görüntü.

29 May 1919 -cu ildə Einstein nəzəriyyəsi ilk dəfə nə vaxt sınaqdan keçirildiArtur Eddington, günəş ətrafında 'əyilmə' işığını müşahidə etdiGünəş tutulması zamanı. Qırx il sonra,Pound-Rebka təcrübəsiəvvəlcə laboratoriyada cazibə qüvvəsinin yaratdığı qırmızı sürüşmə təsirini ölçdü - ancaq bir əsr sonra elm adamları hələ də nəzəriyyənin sərhədlərini axtarırlar.

Luigi Cacciapuoti, ESA -nın Kosmosda Atomik Saat Ansamblı (ACES) layihə alimi izah etdi:




Nisbilik nəzəriyyəsi kainatımızı geniş miqyasda təsvir edir, lakin sonsuz kiçik miqyaslı sərhəddə nəzəriyyə cızılmır və kvant mexanikası ilə ziddiyyət təşkil edir. Bu gün ümumi nisbiliyi və kvant mexanikasını birləşdirmək cəhdləri Einstein -in ekvivalentlik prinsipinin pozulacağını proqnozlaşdırır.

Einstein prinsipi, cazibə qüvvəsinin zaman və məkana necə müdaxilə etdiyini izah edir. Ən maraqlı təzahürlərindən biri, cazibə qüvvəsi səbəbiylə zamanın genişlənməsidir. Bu təsir, dağlarda, vadilərdə və kosmosda olduğu kimi fərqli yüksəkliklərdə olan saatların müqayisəsi ilə sübut edilmişdir. Daha yüksək hündürlükdəki saatlar, Yerin səthindəki saata nisbətən zamanın daha sürətli keçdiyini göstərir, çünki planetimizdən nə qədər uzaq olsanız, Yerdən çəkisi azdır.

Kosmos Stansiyasında 250 mil (400 km) yüksəklikdə uçan Kosmosdakı Atom Saat Ansamblı, əvvəlkindən daha dəqiq ölçmələr aparacaq.

Böyük bir metal konstruksiyaya yapışan laborator palto, saç düzümü və ağ əlcəkli kişilər.

ACES saatı. Şəkil vasitəsiləCNES.


Saat interneti

ACES, dünyanın ən dəqiq atom saatlarını birləşdirən bir 'saatlar interneti' yaradacaq və onların zaman tutumunu bəşəriyyətin çəkisiz laboratoriyasındakılar ilə müqayisə edir.

Zamanı saniyənin milyardda bir milyonda biri olan yüzlərlə femtosaniyənin sabitliyi ilə müqayisə etmək, mövcud texnologiyanın sərhədlərini aşan texnikalar tələb edir. ACES, saatların məlumatlarını ötürməsinin iki yoluna malikdir: bir mikrodalğalı və bir optik keçid. Zamanlama siqnalı Kosmos Stansiyasına yuxarı yönəldikdə və Yerə geri qayıtdıqda hər iki əlaqə yer stansiyaları ilə kosmik terminal arasında ikitərəfli zamanlama siqnalları mübadiləsi aparır.

Bu quraşdırmanın təklif etdiyi görünməmiş dəqiqlik ACES təcrübəsinə gözəl bonuslar gətirir. Yerdəki saatlar, elm adamlarına planetimizi və cazibə qüvvəsini öyrənmələrinə kömək edərək, geopotensial fərqlərin lokal ölçülərini təmin edərək öz aralarında müqayisə ediləcək.


Lazer və mikrodalğalı keçidlərin tezliyi, işıq və radio dalğalarının troposfer və ionosferdə necə yayıldığını anlamağa kömək edəcək və bununla da iqlim haqqında məlumat verir. Nəhayət, saatlar interneti alimlərə vaxt paylamağa və dünya miqyasında geniş miqyaslı təcrübələr və dəqiq vaxt tələb edən digər tətbiqlər üçün sinxronizasiya etməyə imkan verəcək.

Qara boşluğa yapışdırılmış qızıl qutuları olan parlaq silindrik kosmik gəmi.

ACES ilə Columbus modulu. Şəkil vasitəsiləESA - D. Ducros.

Luigi dedi:

Növbəti nəsil atom saatları və inkişaf etdirdiyimiz bağlantı texnikaları, bir gün ESA -nın təklif etdiyi kimi cazibə dalğalarını müşahidə etmək üçün istifadə edilə bilər.LISA missiyası, amma hal -hazırda ACES, Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsini bacardığımız qədər sınamaqda kömək edəcək, tapılacağı təqdirdə yeni fizika nəzəriyyəsinə bir pəncərə aça bilər.

Saatlar ACES yükü üzərində sınandı və birləşdirildi və ACES üçün mikrodalğalı keçid, tam təcrübə ilə son inteqrasiyadan əvvəl sınaqlardan keçir. ACES, 2020 -ci ilə qədər Kosmik Stansiyaya buraxılmağa hazır olacaq.

Aşağı xətt: Eynşteynin cazibə nəzəriyyəsi ilk dəfə Artur Eddington Günəş tutulması zamanı günəş ətrafında 'əyilmə' işığını müşahidə edərkən sınaqdan keçirildi. Bir əsr keçsə də, elm adamları hələ də nəzəriyyənin sərhədlərini axtarırlar.