Einsteinova obecná relativita počítá s dilatací času v důsledku působení gravitačního pole. Čas objektu, který se nachází blíže ke středu působení gravitace, běží pomaleji, než čas objektu, na který působí gravitace slaběji. Tyhle věci obvykle pozorujeme u kosmických těles a satelitů, kde jsou ve hře obvykle dost velké vzdálenosti a rozměry.
Tým amerického institutu JILA (dříve Joint Institute for Laboratory Astrophysics), který sídlí v kampusu University of Colorado Boulder, nedávno dosáhl ohromujícího úspěchu, když naměřil dilataci času na doposud nejkratší vzdálenosti vůbec. Ač je to k neuvěření, detekovali dilataci času u dvou malých atomových hodin, které byly vzdálené pouhý milimetr. Hodiny, které byly umístěny výše (tedy o 1 milimetr), tikaly rychleji. Naměřený rozdíl byl samozřejmě zcela nepatrný (v řádu 0,0000000000000000001, jak uvádějí autoři), ale reálný.
Výzkum byl založený na měření gravitačního rudého posuvu svrchní a spodní části jediného vzorku, který obsahoval asi 100 tisíc ultrachladných atomů stroncia, rozmístěných na optické mřížce, vytvořené laserovými paprsky.
Experimenty to jsou naprosto fascinující, což by samo o sobě určitě stačilo. Ale nebyly samoúčelné. Na jejich základě bude možné sestrojit atomové hodiny, které budou ještě 50krát přesnější než ty dnešní. Rovněž nabízejí cestu k tolik vytouženému propojení relativity a kvantové mechaniky, kdy bude možné studovat relativitu na úrovni jednotlivých částic.
Jak uvádí vedoucí výzkumu Jun Ye, právě možné propojení kvantové mechaniky s relativitou, tedy gravitací představuje nejdůležitější a nejvíce vzrušující výstup z jejich výzkumu. Na obzoru se rýsuje například studium komplexní fyziky, která bude zahrnovat částice rozmístěné na různých pozicích zakřiveného časoprostoru. Ultrapřesné atomové hodiny by se mohly podílet i na pátrání po temné hmotě a na řešení dalších záhad soudobé fyziky.
Video: Einstein, Time, and Very Small Things - with Jun Ye
Literatura
Diskuze:
Praktické použití?
Aleš Procháska,2022-02-21 22:25:58
Dal by se z toho udělat třeba gravimetrický výškoměr?
Jozef Vyskocil,2022-02-20 10:15:32
Vek vesmíru sa udáva v súčasných časových jednotkách. Na počiatku vesmíru bola hustota a tým aj plynutie času podstatne iné. Takže odhadovaný vek vesmíru bude asi hausnumero.
Re:
Richard Pálkováč,2022-02-20 12:20:03
Vek vesmíru sa udáva v miliardách rokov, s presnosťou na desiatky miliónov rokov. Prvotná expanzia a všetky prvotné exotické fázy vývoja z tohto časového pohľadu prebehli v okamihu. Taktiež rozmer vesmíru už bol rádovo na úrovni súčasného. Po tomto "okamihu", sa už začali diať veci v našom čase a našich podmienkach.
Re: Re:
Zdenek Jezevec,2022-02-20 13:38:12
Vesmír je nekonečný, tím pádem odjakživa. Vznikají a zanikají galaxie, hvězdné soustavy (díky hmotě, energii a sumě gravitací), ale nikoliv vesmír. Teorie třesku je úlet.
Re: Re: Re:
Richard Pálkováč,2022-02-20 16:45:54
Vesmír je nekonečný v čase, s tým plne súhlasím, ale "třesk" do toho plne zapadá. Keby totiž "třesk" nebol, vesmír by "zostarol", entropicky by zomrel, a práve to by bol jeho koniec v čase.
Re: Re: Re:
Jan Novák9,2022-02-21 09:02:42
Kdyby byl vesmír podstatně starší než si myslíme dnes, všechen vodík by byl spálený na těžší prvky. Nebo byste musel vymyslet mechanizmus který každých pár set miliard let resetuje hmotu zpátky na vodík ...
... Třeba velký třesk :-)))
ps. Kdybyste náhodou nevěděl (jako že asi nevíte) tak lehké prvky (po železo) se spalují na těžší se ziskem energie, těžké prvky (nad železem) se rozkládají na lehčí se ziskem energie.
Pro železo ztratíte energii jak pro sloučení na těžší tak pro rozbití na lehčí.
Re: Re: Re: Re:
Jozef Vyskocil,2022-02-21 09:51:02
Podstatou môjho názoru je, že vek vesmíru je oveľa dlhší vďaka veľkej hustote na počiatku. Vtedy nebol ani vodík a o fyzikálnych zákonoch v tom čase (podobne ako o fyzikálnych zákonoch v čiernej diere) nemáme potuchy.
Re: Re: Re: Re: Re:
Jan Novák9,2022-02-21 14:32:33
Mohl byste se podívat na teorii relativity. Velká gravitace nebo rychlost zpomaluje čas ale nemění věk. Pokud člověk letí v raketě okružní cestu 10 let a na zemi mezitím uplyne 1000 let tak po návratu bude o deset let starší, ne o tisíc let.
Ještě víc to platí o věku vesmíru protože tam není žádný pozorovatel v jiné soustavě který měří jiný čas.
Re: Re:
Jozef Vyskocil,2022-02-20 14:19:06
Nemohol okamih podľa nášho súčasného času trvať za vysokej hustoty miliardy rokov? Tak nejako sa správa čas po páde do čiernej diery. Lenže vtedy sme sa nemohli pozerať zvonku ako sa pozeráme na čiernu dieru dnes, lebo vtedy bol vesmír vovnútri.
Re: Re: Re:
Richard Pálkováč,2022-02-20 16:51:12
Tak sa správa čas pri páde do čiernej diery, pri pohľade práve že z vonku, takže keďže sme sa z vonku pozerať nemohli ...
Re: Re: Re: Re:
Jozef Vyskocil,2022-02-21 09:57:31
Ak sa dobre pamätám, tak čas tej špagety padajúcej do čiernej diery (nie pozorovateľa mimo ČD) sa spomalí až zastaví. O ostatných fyzikálnych zákonoch v ČD nemáme potuchy.
Re: Re: Re: Re: Re:
Vojtěch Kocián,2022-02-21 12:24:54
Čas tělesa padajícího do ČD se zastaví z pohledu vnějšího pozorovatele. Tedy to těleso tam nikdy nespadne úplně. Jen bude mít po konečné době tak velký červený posuv, že ho už nebude moci spatřit.
Pokud do ČD padá pozorovatel, žádné zpomalení času na sobě nepozoruje. Pokud padá volným pádem, pozoruje zpomalení času objektů vně ČD, ale ani v oblasti horizontu to nevidí jako zastavení.
Re: Re: Re:
Jan Novák9,2022-02-21 09:10:16
Nemohl, protože náš současný čas tenkrát neexistoval. Existoval čas ekvivalentní, tj. pokud byste sledoval nějaký periodický jev viděl byste tenkrát že trvá stejně dlouho jako dnes.
Pro to co říkáte potřebujete vnějšího pozorovatele. V případě černé díry ho máte, ale v případě vesmíru ne. Ale ani v případě černé díry ten čas vnějšího pozorovatele není relevantní pro objekt padající do ČD.
Re:
Ludvík Urban,2022-02-21 09:50:55
Když se ptáte, jaký je odhad stáří vesmíru, budete se asi muset i ptát "kde", "na kterém místě".
V různých místech odhadnete/naměříte různý čas a vždy to bude dobře.
Čas je lokální, není žádné "hvězdné datum" jako ve scifi.
Re: Re:
Jozef Vyskocil,2022-02-21 10:00:42
Astronomické pozorovania hovoria, že fyzikálne zákony sú v celom viditeľnom vesmíre rovnaké. Nevidím dôvod, prečo by v inom mieste vesmíru mali namerať iný vek vesmíru.
Re: Re: Re:
Ludvík Urban,2022-02-21 12:03:17
Tak asi nejdřív si určete, co to je "vek vesmíru".
Pro mne to je čas, který uplynul od "Počátku" (ať tí je cokoliv) až do "teď".
Co budou pozorovat dva lidé, kteří si spolu na "Počátku" sesynchronizují hodiny, jeden z nich se pohybuje tak, aby v "teď" byl na naší Zemi a druhý si lehne na kanape vedle horizontu událostí nějaké primordiální černé díry? :-)
Re: Re: Re: Re:
Jozef Vyskocil,2022-02-22 07:02:25
Ja myslím, že ak majú obaja rovnaké atómové hodiny a obidvaja neležia, alebo obidvaja ležia vedľa rovnakej čiernej diery, tak namerajú rovnako.
Re: Re: Re: Re: Re:
Mirek Sintak,2022-02-22 18:06:51
Oba musí být stejně hmotní :-D. Jednotný čas v našem vesmíru není. Dost vám odpoví skvělá přednáška prof. Podolského, ve které vysvětluje čas podle C. Rovelliho https://www.youtube.com/watch?v=pJEtAXanTIg&t=6583s . Nebo knihu Cykly času od R. Penrose.
Jak pomalu plyne čas v černé díře?
Am Am,2022-02-19 14:01:52
Pokud je čas pomalejší při větší gravitaci, jak je to v těsném okolí černé díry či v černé díře, kde je gravitace prý etrémně silná, že neunikne ani foton?
I M,2022-02-19 12:35:05
Až taková novinka to není, už je to nějakou dobu zpátky co jsem četl +- to samé jen šlo o pár mm. Ale zajímavé to určitě je.
Zaujímavý jav
Pavel Gašperík,2022-02-19 07:18:38
Prekvapilo ma , že čas sa smerom od stredu zeme zrýchľuje až som začal pochybovať ako teda platí paradox dvojčiat , z ktorých jedno ostáva na zemi a to v rakete starne pomalšie ... Až video mi dalo odpoveď , keď som videl pomalšie idúce hodiny v závislosti rastúceho G smerom ku slnku /28 G vo videu/... A asi v tom pomalšom starnutí funguje aj rýchlosť rakety ... ? Ďalšia otázka aké je zrýchlenie času oproti na zemi v Lagrangeových bodoch ?
Re: Zaujímavý jav
Richard Pálkováč,2022-02-19 09:05:13
Napríklad čas na satelitoch GPS podľa relativity nabehne (ide rýchlejšie) za jeden den 38,5 mikrosekundy, oproti času na zemskom povrchu. ( https://riki1.eu/Preco_GPS_funguje.htm )
Čo sa týka "paradoxu" dvojičiek, tak podrobný popis ( https://riki1.eu/Paradox_dvojiciek.htm ) som robil už veľmi dávno, ale je to aktuálne. Je to síce z pohľadu zrýchlenia (a rýchlosti) rakety, ale zotrvačnosť vyplývajúca zo zrýchlenia je to isté, ako gravitácia podľa obecnej teórie relativity.
Oni tomu před experimentem nevěřili...?
Ladislav Truska,2022-02-19 07:01:04
Nebo jaký byl přesně důvod experimentu...?
Re: Oni tomu před experimentem nevěřili...?
Igor Němeček,2022-02-19 09:46:15
Myslím, že to v článku uvedené je. No a pak jsou tu další možnosti, např. touha po poznání, touha udělat něco přesněji, touha po uznání, touha po cestování v čase, je možné i to, že to prostě někoho může rajcovat, ... každý má důvody malinko jiné.
Re: Oni tomu před experimentem nevěřili...?
Tomas Novak,2022-02-19 16:14:13
Otázkou je jak se chová gravitace na atomarnich vzdálenostech. Popis obecně teorie relativity a kvantová mechanika jsou neslučitelné. Což většinou nevadí, protože působí na upne jiných skalách. Ale cílem téchto experimentu je přiblížit se zdalenosten na kterých hraje kvantová mechanika hlavní roli. 1mm je jeste hooodne dáleko od cile.
Re: Re: Oni tomu před experimentem nevěřili...?
Jan Novák9,2022-02-20 10:03:19
Nevidím důvod proč by gravitace měla být jiné na atomárních vzdálenostech a tím i proč by to mělo pomoct sloučit obecnou teorii relativity a kvantovou mechaniku. Možná někde poblíž kvantové pěny (jestli existuje), ale to je od atomárních vzdáleností dál (na druhou stranu) než jsou teď k atomům. Působení gravitace na atomy hmoty i antihmoty bylo poměrně přesně změřeno a odpovídá tomu co známe.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
