kozmos.hr
Jeste li znali?

Starimo li brže na većim visinama?

autor
objavljeno

Gravitacija i vrijeme međusobno su povezani, pa se postavlja pitanje starimo li na razini mora sporije ili brže nego kada smo na vrhu Mount Everesta?

Povratak Einsteinu

Einsteinova teorija opće relativnosti promijenila je ljudsko razumijevanje svemira prije više od jednog stoljeća, a od tada su znanstvenici otkrili da je stabilan tijek vremena sve samo ne stabilan. Među zapanjujućim implikacijama opće relativnosti možda je najupečatljivija ona da vrijeme prolazi brže na vrhu, nego na dnu, svakog stubišta na svijetu.

Ovaj zapanjujući fenomen događa se jer što je objekt bliže Zemlji na njega gravitacija ima veći utjecaj. Budući da opća teorija relativnosti opisuje gravitaciju kao krivljenje prostora i vremena, to znači da vrijeme putuje sporije na većim visinama gdje gravitacija ima manji učinak.

Dakle, ako je vrijeme povezano s gravitacijom, znači li to da ljudi na vrhovima planina stare brže nego ljudi na razini mora? Da li povećana gravitacija zapravo čini da ljudi stare sporije?

Slikovita alegorija

Doista, za sve objekte koji su udaljeniji od gravitacijskog polja (kao što su planeti, a time i Zemlja), vrijeme zapravo teče sporije. To znači da ljudi koji žive na velikim nadmorskim visinama stare malo brže od onih koji koračaju kroz prostor-vrijeme na razini mora.

Ove razlike su male, ali mjerljive. Primjerice, ako biste sjedili na vrhu Mount Everesta – visokog oko 8848 metara – 30 godina, bili biste 0.91 milisekundu stariji nego da ste tih istih 30 godina proveli na razini mora. Slično tome, ako bi se blizanci koji žive na razini mora razdvojili na 30 godina, pri čemu bi se jedan preselio na visinu od 1600 m, a drugi ostao na mjestu, blizanac na većoj nadmorskoj visini nakon 30 godina bio bi 0.17 milisekundi stariji od svog ‘nizinskog’ brata.

Konkretna mjerenja

U upečatljivom eksperimentu istraživači NIST-a upotrijebili su jedan od najpreciznijih atomskih satova na svijetu kako bi pokazali da vrijeme teče brže čak i iznimno malih 0.2 milimetra iznad Zemljine površine. Tobias Bothwell, fizičar s NIST-a, pojasnio je kako „Ovo nisu samo izračuni. Vidjeli smo promjenu u otkucajima sata na udaljenosti otprilike širine ljudske dlake.“

Mogu li se atomi zarobiti i zašto bismo to htjeli?

Ključ za razumijevanje zašto masivni objekti iskrivljuju protok vremena je prepoznavanje da je ‘prostor-vrijeme’ četverodimenzionalna tapiserija satkana od tri prostorne koordinate (gore/dolje, desno/lijevo i naprijed/nazad) i jedne vremenske koordinate (prošlost /budućnost). Gravitacija, u relativističkom modelu, je ono što nazivamo kada bilo koji objekt s masom iskrivi tu tapiseriju, zakrivljujući prostor i vrijeme (tj. prostor-vrijeme).

Točnije, sve što posjeduje masu utječe na prostor-vrijeme budući da je u blizini svakog objekta s masom prostor-vrijeme iskrivljeno, a posljedica ovog utjecaja je savijanje prostora i širenje vremena.

Nemojte se seliti na obalu

No, iako je učinak je stvaran i mjerljiv, u svakodnevnim situacijama praktički je zanemariv – kao što smo pokazali na gore spomenutim primjerima blizanaca ili pak života na Mount Everestu.

To, međutim, ne znači da u svakodnevnim situacijama ovaj fenomen – poznat i kao ‘gravitacijska vremenska dilatacija’ – nije važan! Naime, GPS sateliti koji kruže oko Zemlje na visini od oko 20 186 kilometara moraju se prilagoditi činjenici da njihovi satovi tijekom 24-satnog ciklusa teku 45.7 mikrosekundi brže nego na površini našeg planeta. Budući da se GPS sateliti kreću velikim brzinama i visoko od Zemlje, potrebno je pažljivo uzeti u obzir relativističke učinke brzine i gravitacije kako bismo mogli dobiti točne podatke o našem položaju na globusu.

Stoga možemo zaključiti kako je utjecaj gravitacije na naše starenje mjerljiv, no veoma zanemariv. Međutim znajte da ako živite na razini mora – ili u nižim predjelima našeg planeta – starite mrvicu sporije od ljudi koji žive na visokim nadmorskim visinama (kao što su predjeli Čilea ili Nepala).

Obilježili smo rekordno najkraći dan na Zemlji

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Joshua A. Krisch (17. prosinca 2022.), „Does gravity make you age more slowly?,“ livescience.com (pristup 17. prosinca 2022).

Tobias Bothwell et al., „Resolving the gravitational redshift across a millimetre-scale atomic sample,“ Nature (2021).

Adam Mann (28. veljače 2022.), „Ultraprecise atomic clock experiments confirm Einstein’s predictions about time,“ livescience.com (pristup 17. prosinca 2022).

 

Pratite Kozmos na Google Vijestima.

CroCube