Как кругосветный перелёт с атомными часами доказал правоту Эйнштейна

В 1970-х физик Джозеф Хафеле и астроном Ричард Китинг отправились в кругосветный перелёт с четырьмя атомными часами. Они летали сначала на восток, затем на запад, чтобы проверить теории Альберта Эйнштейна. Результаты эксперимента подтвердили, что время зависит от скорости и гравитации. Об этом пишет сайт BGR.

Эйнштейн опубликовал две работы в 1905 и 1915 годах, где сформулировал специальную и общую теории относительности. Согласно им, время замедляется при движении с высокой скоростью, а также вблизи Земли, где сильнее гравитация. Чтобы проверить это, Хафеле и Китинг использовали атомные часы — единственные, способные зафиксировать ничтожные изменения.

Четверо часов летели вместе с учёными, ещё одни остались в Военно-морской обсерватории США (USNO) для сравнения. По расчётам, при полёте на восток часы должны были отстать на 40±23 наносекунды, а при полёте на запад — убежать вперёд на 275±21 наносекунду. Это связано с вращением Земли: её поверхность движется со скоростью около 1040 миль в час, поэтому самолёт на восточном маршруте летит быстрее относительно пространства.

После перелётов на восток часы отстали на 59 наносекунд, после западного — ушли вперёд на 273. Хотя цифры не совпали с прогнозом до наносекунды, они подтвердили правоту Эйнштейна. Эксперимент стал одним из главных доказательств теории относительности.

Атомные часы работают на переходах атомов цезия. При воздействии микроволнового излучения электроны переключаются между двумя энергетическими состояниями, и это происходит на частоте немного более 9 миллиардов герц. Современные атомные часы настолько точны, что если бы такие часы шли с момента Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад, они ушли бы вперёд менее чем на секунду.