Stora kroppar påverkar tiden
Forskare har upptäckt att en klocka tickar olika snabbt beroende på inverkan från gravitationell rödförskjutning. (Photos.com)


Tre fysiker från USA och Tyskland har bekräftat att ett fenomen som kallas gravitationell rödförskjutning, vilket får tiden att sakta ner nära en enorm massa, stämmer med en precision av sju miljarddelar (7*10^-9).

Godkännandet av den gravitationella rödförskjutningen bekräftar att tidsflödet inte är konstant över hela universum. Istället varierar det i enlighet med positionen relativt massiva kroppar och den gravitationskraft som dessa enorma massor kan utöva.

För att illustrera det i enkla termer; om en klocka befinner sig i närheten av en enorm kropp, eller om en enorm gravitationskraft drar den till sig, ju närmare denna enorma himmelska kropp den befinner sig eller ju starkare dragningskraften är, desto långsammare kommer klockan att gå.

Denna forskning utfördes av Holger Müller från University of California, Berkeley, United States Secretary of Energy Dr. Steven Chu, och Achim Peters från Humboldt University i Berlin.

En av begränsningarna i de mätningar av effekten från rödförskjutning som genomfördes är att de begränsas av storleken på dragningskraften som jordens massa skapar. Tack vare en extremt precis klocka kunde dock forskarna öka precisionen i sitt experiment dramatiskt.

Chu och Müller baserade sin nya forskning på resultat från ett experiment av Peters och Chu 1997. Experimentet bestod i att fånga cesiumatomer med laserpulser och sedan reducera deras hastighet så mycket som möjligt genom att kyla ner dem till en temperatur på några miljondels grader över absoluta nollpunkten. Efter det träffade man cesiumatomerna med en vertikal laserstråle vilket gav dem en uppåtkick så att man kunde mäta det fria fallet från gravitationen.

För att kunna mäta den gravitationella rödförskjutningen omtolkade Chu och Müller resultatet och skapade ett nytt experiment.

I det nya experimentet utsattes varje testad atom för tre laserpulser. Den första pulsen genererade ett av två lika troliga tillstånd för cesiumatomen. Antingen hade det ingen effekt överhuvudtaget och atomen föll ner på grund av kraften från gravitationen, eller så gav lasern den en uppåtkick som fick den att nå en högre höjd innan den föll ner.

Om det senare tillståndet uppstod gavs en andra puls vid ett visst ögonblick för att knuffa ner atomen snabbare, vilket simulerade en större gravitation. Detta gjorde så att atomerna i de två yttersta tillstånden möttes medan de var på väg ner.

I detta ögonblick gavs en tredje puls. Syftet med denna var att mäta störningen mellan de två tillstånden, som inträffar på grund av att atomer existerar som vågor. All störning i gravitationell rödförskjutning mellan tillstånden, som existerar på olika höjder över jordens yta, manifesterades som en viss förändring i relationen mellan faserna för de båda tillstånden.

För att öka precisionen i mätningarna planerar Müller att öka avståndet mellan de två yttersta tillstånden för cesiumatomerna under sina experiment. Om det nuvarande tillståndet, som är 0,1 mm, ökades till 1 m, skulle det enligt Müller vara möjligt för forskarna att detektera gravitationsvågor – fluktuationer i krökningen av rum-tiden som förutspåddes av Einstein i hans allmänna relativitetsteori.

Översatt från engelska: http://www.theepochtimes.com/n2/content/view/33307/