Astronauci starzeją się wolniej niż ludzie na Ziemi. Jaki jest efekt dylatacji czasu?

Gdy wydarzenie trwa znaczną ilość czasu, często wydaje się, że czas płynie wolniej — czy to konsekwencja struktury czasoprzestrzeni? W rzeczywistości czas rzeczywiście płynie w różnym tempie. Można to zilustrować doświadczeniami astronautów.

• Czas może płynąć z różną prędkością dla osób znajdujących się w różnych obszarach czasoprzestrzeni.
• Oznacza to, że astronauci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej starzeją się nieznacznie wolniej niż ludzie na Ziemi.
• Wpływ dylatacji czasu wywołanej prędkością jest bardziej wyraźny niż ten wywołany grawitacją.
• Więcej szczegółów można znaleźć na stronie głównej Onet.pl.

Czas wydaje się być jedną z niewielu stałych w naszym życiu. Każdy dzień rozwija się w stałym tempie. Jednak Albert Einstein postanowił zakwestionować tę koncepcję.

Wszyscy znamy powiedzenie „czas jest względny”, ale zrozumienie jego prawdziwego znaczenia może być trudne. Powiedzenie to pochodzi z teorii względności Einsteina, która połączyła przestrzeń i czas, aby sformułować ideę struktury, która rozciąga się na cały wszechświat: czasoprzestrzeń.

Przestrzeń czasoprzestrzenna jest zakrzywiona

Każdy z nas doświadcza czasoprzestrzeni w unikalny sposób. Wynika to z faktu, że czasoprzestrzeń nie jest płaska; jest zakrzywiona i może być zmieniona przez obecność materii i energii.

W zależności od naszego położenia i prędkości czas może wydawać się płynąć szybciej lub wolniej w porównaniu do osób znajdujących się w innym obszarze czasoprzestrzeni. W przypadku astronautów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej powoduje to, że starzeją się nieco wolniej niż na Ziemi.

Czym jest dylatacja czasu?

Efekt ten przypisuje się zjawisku dylatacji czasu. Początkowo czas wydaje się upływać wolniej w pobliżu masywnych obiektów ze względu na siłę grawitacji obiektu, która zakrzywia czasoprzestrzeń.

Zjawisko to nazywane jest grawitacyjną dylatacją czasu. W istocie, wraz ze wzrostem siły grawitacyjnej, czas płynie wolniej.

Wyjaśnia to, dlaczego czas płynie wolniej w przypadku obiektów znajdujących się bliżej jądra Ziemi, gdzie grawitacja jest silniejsza.

Nie oznacza to jednak, że można spędzić całe życie w piwnicy, aby przeżyć tych, którzy pozostali na powierzchni. Różnica nie jest znacząca w tak małej skali. Gdybyś żył jako samotnik w piwnicy, starzałbyś się tylko o ułamek sekundy wolniej w ciągu swojego życia w porównaniu z tymi, którzy są na powierzchni.

Głowa starzeje się szybciej niż stopy

Pomysł ten staje się fascynujący, gdy się w niego zagłębisz:

• Zegarek na nadgarstku prędzej czy później wyprzedzi ten na kostce.
• Ściśle rzecz biorąc, głowa starzeje się szybciej niż stopy.
• Czas płynie szybciej u osób mieszkających na terenach górskich niż u osób mieszkających na poziomie morza.

Czas staje się coraz bardziej osobliwy.

Drugi aspekt wiąże się z czymś znanym jako „względna dylatacja czasu prędkości”, gdzie czas płynie wolniej w miarę wzrostu prędkości .

Jak starzeją się astronauci? Przykład bliźniaków

Klasycznym przykładem tego jest paradoks bliźniąt. Jedna z bliźniaczek wyrusza w podróż statkiem kosmicznym poruszającym się z prędkością bliską prędkości światła, podczas gdy druga pozostaje na Ziemi. Po powrocie na Ziemię podróżującej w kosmosie bliźniaczki odkrywa, że postarzała się tylko o kilka lat, podczas gdy jej siostra na Ziemi postarzała się znacznie bardziej — o ponad dekadę.

Oczywiście, ten eksperyment nigdy nie został przeprowadzony w rzeczywistości, ale istnieją wiarygodne dowody potwierdzające jego ważność. Kiedy naukowcy wystrzelili zegar atomowy na orbitę i następnie przywieźli go z powrotem, jednocześnie utrzymując identyczny zegar na Ziemi, zegar orbitujący powrócił z niewielką różnicą czasową w porównaniu z zegarem na Ziemi.

Czas staje się jeszcze bardziej złożony, ponieważ dylatacja czasu grawitacyjnego i dylatacja prędkości względnej mogą zachodzić jednocześnie. Pomocnym sposobem na wizualizację tego jest rozważenie astronautów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Obecnie na ISS przebywa i pracuje siedmioosobowa załoga astronautów z całego świata, która według NASA okrąża Ziemię co 90 minut.

Unoszą się około 418 kilometrów nad powierzchnią Ziemi, gdzie przyciąganie grawitacyjne jest słabsze niż na poziomie gruntu. Oznacza to, że czas powinien dla nich przyspieszać w porównaniu do tych na powierzchni. Jednak stacja kosmiczna również porusza się wokół Ziemi z prędkością około 8 kilometrów na sekundę.

W związku z tym dla astronautów czas powinien upływać wolniej niż dla ludzi na Ziemi.

Można by założyć, że te efekty wzajemnie się znoszą, ale w rzeczywistości dylatacja czasu spowodowana prędkością ma większy wpływ niż dylatacja czasu spowodowana grawitacją ,

Źródło