3

Гравитационное замедление времени нашли на самых малых масштабах

19 февраля 2022
19.02.2022
19799
2 минуты на чтение
Гравитационное замедление времени нашли на самых малых масштабах

Эффект замедления времени вследствие гравитации удалось измерить на самых малых на данный момент масштабах. Он был предсказан ещё в общей теории относительности Эйнштейна, и впоследствии его измеряли при помощи звёзд, сверхмассивных черных дыр и атомных часов на масштабе в 30 см.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, этот масштаб уменьшили до одного миллиметра при помощи сверхточных атомных часов. Замедление времени измерили при помощи феномена гравитационного красного смещения. Речь идет об эффекте относительности. Если фотон — частица света — покидает гравитационный колодец (в данном случае, нашу планету), то длина его волны растягивается гравитацией массивного объекта и движется к концу электромагнитного спектра.

Данное исследование примечательно не только революционностью новых оптических атомных часов, но и тем, что приближает учёных к моменту, когда они смогут измерять гравитационные эффекты на квантовых масштабах. Часы в 50 раз точнее вполне могли бы это сделать.

Самый важный и волнительный результат заключается в том, что мы потенциально можем объединить квантовую физику с гравитацией, например, исследуя сложную физику, когда частицы распределяются по разным точкам в искривленном пространстве-времени. Что касается измерения времени, то это также показывает, что перед нами нет препятствия для создания часов в 50 раз точнее, чем сегодня — и это фантастическая новость.

Йе Цзюнь, ведущий автор исследования, профессор Национального института стандартов и технологий США, лауреат Премии за прорыв в фундаментальной физике 2022 года

Использовавшиеся для эксперимента часы побили рекорд квантовой когерентности – то, как показатели энергии «тикают» между энергетическими уровнями. Они находились в унисоне целых 37 секунд. Команда измерила красное смещение, изучив две разных области атомного облака, состоящего из 100 тысяч атомов стронция при температуре, близкой к абсолютному нулю.

Изучив поведение этих областей атомного облака, исследователи сумели зарегистрировать разницу в хронометрировании. Измеренное гравитационное красное смещение по всему облаку было незначительным, в районе 0,0000000000000000001 (одна часть на 10 миллиардов миллиардов), но данный показатель идеально согласовывался с предсказаниями теории.

Это совершенно новая игра, новый режим, в котором можно исследовать квантовую механику в искривленном пространстве-времени. Если бы нам удалось измерить красное смещение в 10 раз точнее, мы смогли бы увидеть волны всего вещества атомов, пересекающие кривизну пространства-времени. Обладая возможностью измерить разницу во времени на таких миниатюрных масштабах, мы смогли бы, например, открыть, что гравитация нарушает квантовую когеренцию, из-за чего наш макромир выглядит таким классическим. Если мы доберемся до времён, чувствительных к очень незначительной кривизне пространства-времени, нас ждут очень интересные открытия.

Йе Цзюнь

 Эти экстремально точные часы можно применять не только для расширения границ известной физики частиц. Их также можно использовать в качестве инструмента для изучения тёмной материи — таинственной невидимой субстанции, превышающей по массе обычное вещество в пропорциях 5 к 1. Они также могут помочь в картографировании внутреннего строения Земли с невероятной точностью измеряя гравитацию.

Читайте также

Нейронные сети заподозрили в наличии сознания 1

Нейронные сети заподозрили в наличии сознания

Но с этим согласны далеко не все.

Симуляция на суперкомпьютере раскрыла природу вспышек сверхмассивных черных дыр

Симуляция на суперкомпьютере раскрыла природу вспышек сверхмассивных черных дыр

Эти вспышки имеют циклическую природу.

Оставляя комментарии на сайте «Мира фантастики», я подтверждаю, что согласен с пользовательским соглашением Сайта.

Статьи

Сафие Аль Хаффаф «Три брата и жемчужина дракона. Книга 1». Люди и ёкаи против Зла
0
3862
Сафие Аль Хаффаф «Три брата и жемчужина дракона. Книга 1». Люди и ёкаи против Зла

Сказочное фэнтези в японских декорациях.

Обсуждаем четвёртую фазу киновселенной Marvel в 54-м выпуске Фантастического подкаста
0
138316
Обсуждаем четвёртую фазу киновселенной Marvel в 54-м выпуске Фантастического подкаста

Какой футбол, мы любим комиксы!

Настольная игра Resolvers
0
73228
Предрассветный киберпанк. Превью настольной игры Resolvers

Первый взгляд на реиграбельный кооперативный детектив от студии Mist Machine.

««Звёздные войны: Андор» — первые впечатления от сериала про охреневших имперцев и гражданское сопротивление 4
0
272603
«Звёздные войны: Андор» — первые впечатления от сериала про озверевших имперцев и гражданское сопротивление

«Мир фантастики» ознакомился с сериалом и спешит поделиться впечатлениями.

Герои, стремящиеся к искуплению грехов 3
0
295644
Книги про героев, стремящиеся к искуплению грехов

Пять персонажей, которые стараются исправить ошибки прошлого.

Мифологическое фэнтези 12
0
435622
Мифологическое фэнтези

Разберёмся, как мифология повлияла на жанр фэнтези и в каких книгах можно встретить древних богов и героев.

Арт: персонажи The Tales of Bayun — визуальной новеллы по славянскому фольклору 12
0
580435
Арт: персонажи The Tales of Bayun — визуальной новеллы по славянскому фольклору

Арт-директор и художники делятся опытом, рассказывают об источниках вдохновения и ключевых персонажах.

Что почитать из фантастики? Книжные новинки августа 2022 2
0
492003
Кэтрин Эддисон «Император-гоблин». Как стать царём горы

Фэнтезийные интриги при дворе эльфийского императора.

Спецпроекты

Top.Mail.Ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: