Na szczycie wieżowca czas płynie inaczej

Odkąd Albert Einstein opublikował w 1915 r. ogólną teorię względności, zasada znana jako grawitacyjne przesunięcie ku czerwieni odegrała ważną rolę w fizyce. Odnosi się ona do sposobu, w jaki czas przyspiesza i zwalnia w zależności od grawitacji - oznacza to, że zegary tykają szybciej w przestrzeni kosmicznej niż na Ziemi.

Czas porusza się wolniej w miarę zbliżania się do masywnego obiektu, jakim jest planeta, dzięki rosnącemu potencjałowi grawitacyjnemu. Nie jest to nic nowego, ale bez zrozumienia tego zjawiska, nie bylibyśmy w stanie opracować systemów nawigacji satelitarnej, takich jak GPS.

O ile wielokrotnie wykazano różnicę w czasie między osobą na Ziemi a satelitą na orbicie, naukowcy po raz pierwszy zmierzyli siłę grawitacyjnego przesunięcia ku czerwieni z tarasu widokowego drapacza chmur. Badania opublikowane w "Nature Photonics" sugerują, że czas płynie o 4 ns (nanosekundy) dziennie szybciej na 450-metrowym tarasie widokowym tokijskiego wieżowca niż przy ulicy. To, że czas jest nieznacznie przyspieszany na takiej wysokości, nie jest zaskoczeniem. Obliczono to dzięki skomplikowanej sieci optycznej, która to często zajmuje całe laboratorium.

Ale autor badań Hidetoshi Katori i jego współpracownicy byli w stanie wyprodukować znacznie mniejsze urządzenie - mniej więcej rozmiaru zwykłej lodówki. Daje ono wyniki "porównywalne do eksperymentów kosmicznych". Ten niezwykły instrument jest już gotowy do zastosowań w terenie.

Przesunięcie ku czerwieni może być wykorzystywane także w obserwacjach na Ziemi. Naukowcy uważają, że mogą w ten sposób monitorować zmiany spowodowane przez aktywne wulkany lub deformacje skorupy ziemskiej, pomagając w ten sposób przewidywać niektóre katastrofy naturalne.