Це звучить як наукова фантастика, але час, який ви переживаєте між двома подіями, безпосередньо залежить від шляху, який ви проходите через Всесвіт. Іншими словами, теорія особливої відносності Ейнштейна постулює, що людина, яка подорожує у швидкісній ракеті, старіє повільніше, ніж люди, що повертаються на Землю.
Хоча мало фізиків сумнівається у праві Ейнштейна, важливо перевірити розширення часу до найкращої можливої точності. Зараз міжнародна команда дослідників, включаючи Нобелівського лауреата Теодора Ганша, директора Інституту оптики Макса Планка, зробила саме це.
Випробування спеціальної відносності відносяться до 1938 р. Але, як тільки ми почали регулярно ходити в космос, нам довелося щодня вчитися розбиратись з розширенням часу. Наприклад, супутники GPS - це, як правило, годинники на орбіті. Вони подорожують величезною швидкістю 14 000 кілометрів на годину набагато вище поверхні Землі на відстані 20 000 кілометрів. Тож по відношенню до атомних годин на землі вони втрачають близько 7 мікросекунд на день, кількість, яку потрібно враховувати, щоб вони працювали належним чином.
Щоб перевірити дилатацію часу на значно більшу точність, Бенджамін Ботерман з Йоганнеса Гутенберзького університету, Німеччина, та його колеги прискорили іони літію на третину швидкості світла. Тут зміна Доплера швидко вступає в гру. Будь-які іони, що летять до спостерігача, будуть зміщені синім кольором, а будь-які йони, що відлітають від спостерігача, будуть зміщені червоним кольором.
Рівень, на якому іони зазнають доплерівського зсуву, залежить від їх відносного руху стосовно спостерігача. Але це також робить їх годинник повільним, що змінює світло з точки зору спостерігача - ефект, який ви зможете виміряти в лабораторії.
Таким чином, команда стимулювала переходи в іонах, використовуючи два лазери, що поширюються в протилежних напрямках. Тоді будь-які зрушення частоти поглинання іонів залежать від ефекту Доплера, який ми можемо легко обчислити, і червоного зміщення за рахунок розширення часу.
Команда перевірила свій прогноз часу розширення до кількох частин на мільярд, покращуючи попередні межі. Ці результати були опубліковані 16 вересня в журналі Листи з фізичного огляду.
