Феномен относительности: жители верхних этажей стареют быстрее

Ученые в очередной раз убедились: теория относительности Альберта Эйнштейна работает. Эксперименты с использованием сверхточных атомных часов нового поколения продемонстрировали, что поднявшись по лестнице на одну ступеньку, человек стареет быстрее. Подробнее о феномене "Правде.Ру" рассказал кандидат физико-математических наук Владимир Костромин.

Еще в начале прошлого века Альберт Эйнштейн в рамках теории относительности предположил, что гравитация влияет на ход времени — либо ускоряет, либо замедляет его. В том, что принципы относительности пространства и времени, разработанные гениальным ученым, выполняются и на привычных для человека масштабах физических величин недавно убедились американские физики из Национального института стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology, Colorado).

Одним из экспериментов, который помог это выяснить, включал сравнение хода сверхточных атомных часов нового поколения (погрешность хода — секунда за 3,7 миллиарда лет), одни из которых были установлены на Земле, а вторые с помощью ракеты отправлены в околоземное космическое пространство и затем вернулись на Землю. Разница в ходе для таких часов, находившихся в разных по силе гравитационных полях, составила 400 триллионных долей секунды при максимальном расстоянии от Земли в 10 тысяч километров.

"Когда был воспроизведен эффект космического путешествия, атомные часы начали идти медленнее, как и диктует теория относительности", — сообщают исследователи в статье, опубликованной в журнале Science.

С помощью атомных часов ученые подтвердили также "парадокс близнецов" — условный эксперимент Эйнштейна, гласящий, что близнец, совершающий космическое путешествие, будет стареть медленнее своего брата, оставшегося на Земле.

Несмотря на то, что выявленная разница в скорости течения выражается всего лишь несколькими фемтосекундами (долями секунды, составляющими миллионные доли от миллиардных долей), ее достоверно установленное наличие служит еще одним подтверждением того, что Эйнштейн был прав.

Затем ученый Джеймс Чин-Вен Чоу (James Chin-Wen Chou) и его коллеги из Национального института стандартов и технологии взяли две модели точнейших атомных часов, синхронизировали их и разнесли по этажам небоскреба. Наблюдая за двумя часами, разница в высоте которых над уровнем моря составляла всего лишь один фут, ученые обнаружили: чем выше, тем быстрее идет время. Его ускорял буквально каждый этаж. Да что этаж? Каждая ступенька отнимала от жизни 90 миллиардных долей секунды.

По словам Джеймса Чин-Вен Чоу, человек, живущий на 102-м этаже, допустим, небоскреба Empire State Building, за 79 лет жизни окажется старше своего брата-близнеца, живущего на первом этаже, на 104 миллионных доли секунды.

Таким образом, эксперимент показал, что время жизни человека, живущего на втором этаже многоэтажного дома, из-за эффекта пониженной гравитации течет немного быстрее, чем для того, который живет на первом этаже. Аналогично, человек, спешащий утром на работу на транспорте, из-за разницы в скорости старится медленнее, чем его коллега, предпочитающий пешие прогулки.

Получается, поднявшись по лестнице всего на одну ступеньку, вы будете стареть быстрее, комментирует выводы ученых Маркус Чоун, автор научно-популярного бестселлера "Нам надо поговорить о Кельвине". "Эксперимент показал следующее: хотите пожить подольше, купите одноэтажный домик", — говорит Чоун.

Подробнее о феномене рассказал руководитель исследовательского отделения Государственного научного центра метрологии, кандидат физико-математических наук Владимир Костромин:

"Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нем материей. Также стоит заметить, что уже доказано: теория относительности — самая успешная теория. Она также хорошо подтверждена наблюдениями астрофизиков.

При достаточно глубоком изучении физики все лабиринты сложного здания теории относительности становятся совершенно ясными. Но проникнуть в них, как мы знаем, было далеко не просто.

Для этого нужна была гениальная догадка: надо было суметь сделать из экспериментов правильные выводы — открыть относительность времени со всеми вытекающими отсюда следствиями. Так человечество в своем вечном стремлении шире и глубже познать мир одержало одну из своих крупнейших побед. Оно обязано ею гению Альберта Эйнштейна".