Əgər siz iki mükəmməl eyni atom saatı yerləşdirmiş olsaydız — bir Yer səthində və bir Ayda — və dəqiq bir Yer günü sonra yoxlasaydız, Ay saatı təxminən 56.02 mikrosaniyə irəlidə olardı. Bu saatlarda bir qüsur deyil. Bu kainatın əsas xassəsi, Albert Einstein-in bir əsr öncə ümumi nisbilik nəzəriyyəsi tərəfindən proqnozlaşdırılan.
Cazibə Vaxt Genişlənməsi İzah Edilmişdir
1915-cə ildə dərc edilmiş Einstein-in ümumi nisbilik cazibəni bir qüvvə deyil, rəqəmdən əyilmə kimi təsvir edir. Yer və Ay kimi böyük əşyalar onların ətrafında fəzəvaxti əyiirlər və bu əyilmə vaxt keçişini təsir edir.
Asas prinsip sadədir: güclü cazibə sahəsi, vaxt daha yavaş keçir. Bu effekt cazibə vaxt genişlənməsi adlanır. Yer səthində cazibə təxminən 9.8 m/s², Ayda isə təxminən 1.62 m/s² — təqribən altıda bir güclüdür. Ay-ın cazibə qüvvəsi zəif olduğundan, fəzəvaxti daha az əyilmişdir və saatlar tez axır.
56 Mikrosaniyə Sayı
Ay saatlarının tez axmasının dəqiq sürəti Yer səthində və Ay səthində cazibə potensialındakı fərqə, əlavə olaraq orbita sürətinin dəqiqə cəbrinə bağlıdır.
Cazibə mavi yerdəyişmə — zəif cazibə saatlarda tez axırlar — hər gün təxminən +58.7 mikrosaniyə kömək edir. Ancaq Ayın orbita sürəti (hər saniyə təxminən 1.022 km) xüsusi nisbilikdən kiçik vaxt genişlənməsi (sürət-asılı effekt) olaraq əks istiqamətdə yaradır, hər gün təxminən 2.7 mikrosaniyə qazancı azaldır. Birləşmiş nəticə təxminən +56.02 mikrosaniyə gündə.
Bu rəqəm NASA-nın Jet Propulsion Laboratory və Millət Standartları və Texnologiyası İnstitutu tərəfindən bir neçə müstəqil analiz tərəfindən təsdiq edilmişdir.
Bu Nəzəri Deyil — Ölçülmüşdür
Cazibə vaxt genişlənməsi bütün fizikada ən dəqiq sınaq edilən proqnozlaşdırmalardan biridir. Orbitən hündürlükdə təxminən 20.200 km yerləşən GPS peyk sistemləri, Yer səthindən hər gün təxminən 45 mikrosaniyə tez axır. Bunu korreksiya etməksizin, GPS mövqeləri hər gün təxminən 10 km sürətcəklənərdim.
Eynə fizika Ay üçün tətbiq olunur. Hələ atom saatlarını Ay səthində yerləşdirmədik, səbəb yaxşı sınaq edilmiş eyni tənliklərindən hesablanır. Cazibə vaxt genişlənməsi formulu trilyon-dən bətər hissəyə dəqiq olmuş proqnoz verir.
Nə Üçün 56 Mikrosaniyə Əhəmiyyətlidir
Günlük insan fəaliyyətləri üçün 56 mikrosaniyə hiss edilməz. Lakin dəqiq sistemlər üçün tez toplanır:
Bir aydan sonra Ay saatı təxminən 1.7 millisaniyə irəlidə. Bir ildan sonra ofseti təqribən 20 millisaniyə artır. J2000.0 epoxundan (2000-ci il yanvar 1-dən) bəri, toplanmış fərq 0.5 saniyədən çox keçib.
Naviqasiya üçün, işıq hər mikrosaniyə haqqında 300 metr keçir. 56-mikrosaniyə vaxt səhvi gündə təxminən 16 metr mövqe qeyri-müəyyənliyinə uyğun gəlir. Artemis missiyaları tərəfindən tələb olunan dəqiq eniş üçün — ay cənub qütbü yaxınında xüsusi saytları hədəfləyən — bu fərq səviyyəsi korreksiya olmadan qəbul edilməz.
Bu dəqiq Koordinasiya Olunmuş Ay Vaxtı (LTC) nə üçün inkişaf etdirildiyini — nisbi fərqi nəzərə alan vazt standartı təmin etmə üçün və bütün ay sistemləri sinxronizasiya saxlamaq.