Agenția Spațială Europeană lansează ceasuri atomice în cosmos pentru a explora teoria lui Einstein

Agenția Spațială Europeană lansează ceasuri atomice în cosmos pentru a explora teoria lui Einstein

Agenția Spațială Europeană (ESA) va lansa setul de ceasuri atomice ACES, ce va fi ancorat la Stația Spațială Internațională (ISS) pentru a măsura efectul gravitației asupra trecerii timpului. Această misiune are scopul de a îmbunătăți măsurarea „deplasării gravitaționale” cu două zecimale, până la o precizie de o milionime.

În 1915, Albert Einstein a revoluționat viziunea asupra timpului, demonstrând în teoria sa a relativității generale că timpul nu este același peste tot și că încetinește în apropierea unui obiect masiv. De exemplu, timpul trece mai repede în vârful Turnului Eiffel decât la baza sa, dar acest „efect Einstein” este infinitesimal pe Pământ. Pe de altă parte, efectul devine perceptibil în spațiu, unde ceasurile de pe sateliții de geolocație, orbitând la 20.000 km, sunt cu 40 de microsecunde mai rapide pe zi decât cele de pe Pământ.

Setul de ceasuri ACES va fi lansat luni de la Cape Canaveral, Florida, la bordul unei rachete Space X Falcon 9, urmând să se îndrepte spre ISS, situată la 400 km altitudine. Acolo, un braț robotizat va poziționa ceasurile pe modulul Columbus, unde acestea vor rămâne timp de 30 de luni pentru a colecta date.

Primul ceas, PHARAO, a fost proiectat de Centrul Național Francez pentru Studii Spațiale (CNES) și va funcționa într-un tub de vid ultra-înalt, unde atomii vor fi răciți cu laser la o temperatură apropiată de zero absolut (-273°C). Această tehnologie va permite numărarea vibrațiilor atomilor cu o precizie mai mare decât pe Pământ. Din 1967, secunda este definită prin „tic-tac”-ul regulat al unui atom, corespunzând unui număr de 9.192.631.770 de perioade ale unei unde electromagnetice emise de un atom de cesiu 133. PHARAO va reproduce această definiție.

Al doilea ceas, un maser cu hidrogen dezvoltat în Elveția, va ajuta la menținerea stabilității sistemului. Acesta va devia cu doar o secundă la fiecare 300 de milioane de ani, marcând o realizare tehnologică ce a necesitat mai mult de 30 de ani de dezvoltare.

Deși ceasurile optice, care folosesc frecvențe mai înalte și sunt de 100 de ori mai precise, au fost dezvoltate pe Pământ, acestea nu au fost încă plasate pe orbită. Semnalul de la ACES va fi transmis la sol printr-o legătură cu microunde, iar nouă terminale din Europa, Marea Britanie, Japonia și Statele Unite vor compara ora măsurată de propriile lor ceasuri cu cea de la ACES.

Diferențele de măsurare vor fi analizate pentru a verifica conformitatea cu predicțiile teoriei relativității. În caz contrar, se va deschide o nouă fereastră în lumea fizicii, necesitând ajustări ale ecuațiilor lui Einstein pentru a se conforma observațiilor. Aceasta ar putea conduce la progrese în reconcilierea relativității generale, care explică funcționarea Universului, și fizicii cuantice, care guvernează lumea subatomică, două teorii ce au fost până acum incompatibile.