Cele mai precise ceasuri atomice confirmă că timpul nu este absolut

Un studiu recent, în care oamenii de știință au utilizat noua generație de ceasuri atomice pe bază de stronțiu, susține teoriile fizicienilor despre dilatarea timpului și invarianța Lorentz.

O nouă generație de ceasuri atomice de mare precizie confirmă că timpul nu este absolut, aşa cum a susţinut Albert Einstein. Aceasta nu este o veste prea bună pentru fizicienii care caută o teorie unificatoare a totului, de la teoria relativităţii a lui Einstein până la mecanica cuantică.

O teorie foarte apreciată în fizica actuală afirmă că doi observatori care se deplasează cu viteză constantă unul în raport cu celălalt vor experimenta aceleași legi ale fizicii. Această simetrie a relativității speciale se numește invarianţa Lorentz. Cei doi observatori vor avea impresia că sunt staţionari, dar fiecare va constata că ceasul celuilalt observator funcţionează mai lent. Acesta este efectul de dilatare temporală și teoria lui Einstein a relativităţii generale susţine în plus că dacă observatorii se deplasează cu o viteză variabilă sau dacă sunt supuşi unor forţe gravitaţionale diferite, atunci ceasurile lor vor funcţiona în mod diferit.

Până în prezent, toate aceste afirmaţii au fost confirmate prin compararea unor ceasuri atomice amplasate pe sateliții GPS cu alte ceasuri atomice aflate pe suprafaţa Pământului. Cu toate acestea, ar putea exista abateri atât de mici faţă de teoria relativităţii încât precizia actualelor ceasuri atomice ar fi insuficientă pentru a le detecta.

Ceasurile pe bază de stronţiu din noua generaţie de ceasuri atomice au o precizie de cel puțin trei ori mai mare decât a ceasurilor atomice pe bază de cesiu-133, deoarece acestea au o eroare în calcularea timpului de o secundă la 15 miliarde de ani.

Pacôme Delva de la Observatorul din Paris și echipa sa de fizicieni au folosit legături prin fibră optică pentru a testa efectul de dilatare a timpului între diferite ceasuri atomice pe bază de stronțiu aflate la Londra, Paris și în Braunschweig, Germania. Din cauza pozițiilor diferite pe suprafața Pământului, aceste ceasuri vor funcţiona într-un ritm ușor diferit. Dacă teoria relativității este corectă, atunci aceasta poate prezice în mod corect aceste diferențe.

Pe baza măsurătorilor, fizicienii au calculat un parametru, numit alfa, care are valoarea zero dacă nu există nicio încălcare a invarianței Lorentz. Valoarea lui alfa calculată de fizicieni a fost mai mică de 10^-8. Acest rezultat susține invarianța Lorentz, în condiţiile unei precizii de calcul de două ori mai bună decât cea obţinută cu ajutorul ceasurilor atomice pe bază de cesiu.

Ceasurile atomice pe bază de stronțiu confirmă teoria relativităţii şi ele pot conduce la progresul unor tehnologii avansate care necesită măsurarea cu precizie a timpului, cum ar fi sistemele GPS și vehiculele autonome.

Chiar dacă până în prezent nu s-a descoperit nicio dovadă privind încălcarea invarianţei Lorentz, fizicienii din întreaga lume continuă să o caute. Confirmarea existenţei unei încălcări a invarianței Lorentz poate avea implicaţii enorme pentru gravitaţia cuantică și înțelegerea naturii energiei întunecate și a materiei întunecate.

Sursă: Futurism