После неудачного запуска, орбитальные атомные часы подтверждают теорию относительности Эйнштейна

Две команды физиков использовали данные со спутников, которые движутся по ошибочной траектории, чтобы превратить теорию гравитации Альберта Эйнштейна – элемент общей теории относительности — в неожиданный эксперимент. Смелый опыт подтверждает с беспрецедентной точностью ключевое предсказание теории — время около массивного тела, такого как Земля, течет медленнее, чем на удалении от него.

Как объяснил Эйнштейн, гравитация возникает потому, что массивные тела деформируют ткань пространства-времени. Свободно падающие объекты следуют по прямым и самым возможным траекториям в этих искривленных координатах. Для нас эти линии движения выглядят как параболическая дуга — траектория брошенного шара —  или круговая/эллиптическая орбита спутника. В рамках этой деформации время должно замедляться возле массивного тела, а в удалении от него течь быстрее. Это явление, положившее начало многим парадоксам, было впервые, правда с низкой точностью, подтверждено в 1959 году в эксперименте на Земле, а позже, в 1976 году, установлено с помощью гравитационного зонда: двухчасового эксперимента, созданного с помощью ракеты, в котором сравнивался ход атомных часов на ракете с такими же часами на Земле.

В 2014 году ученые получили ещё одну возможность проверить теорию гравитации, когда два из 26 спутников, находящихся в настоящее время в глобальной навигационной системе Galileo в Европе, были случайно выведены на эллиптические орбиты вместо круговых. Теперь спутники отдаляются и приближаются к планете на 8500 километров каждые 13 часов. Как следствие, это должно привести к ускорению и замедлению хода их бортовых атомных часов примерно на 0,0000000001 (10^-10 или 1e-10) доли секунды на каждом обороте. Теперь, спустя 4 года, две группы физиков отследили изменения в часах. Результат был в пять раз лучше, чем после прошлых экспериментов, а главное, что он соответствовал прогнозам общей теории относительности, сообщили ученые. Это действительно круто, если учесть, что спутники не были предназначены для эксперимента. Однако следующий эксперимент, который планируют запустить на космической станции в 2020 году, будет направлен именно на поиск аналогичных отклонений.