Калі вы пакупаіце два совершенна ідэнтычныя атомныя гадзiнніцы — адну на Зямліны паверхні і адну на Месяцы — і праверыце іх пасля ровна адна зёмная дзён, месячны гадзiнник будзе наўпярод прыблiзна 56.02 мікросекунды. Гэта не дзефект ў гадзiннніцах. Гэта фундамэнтальная ўласцівасць сусвету, прадказаная тэорыяй агульнай адносны Albert Еінштэйна больш за век назад.
Гравітацыйнае Спавольненне Часу Пояснена
Тэорыя агульнай адносны Энштэйна, апублікаваны ў 1915, апісвае гравітацыю не як сіла, а як кривізну часова-прасторы. Масіўныя прадметы, як Зямля і Месяц, деформуюць тканіну часова-прасторы вакол яніх, і гэта кривізна ўпрыўча, як час плыве.
Ключавы прынцып - простая: чым сільнейшая гравітацыйнае палі, тым павольней час плыве. Гэты эффект завуты гравітацыйнае спавольненне часу. Гравітацыйнае паліе Зямлі каля 9.8 m/s², пакі Месяц - жа каля 1.62 m/s² — прыблiзна адна-шоста таксама сільна. Паколькі Месяц гравітацыйнае тсяганне слабейшага, часова-прастора - менш крівая тамі, і гадзiнніцы тыкаюцца хутчэй.
56 Мікросекунд Нумэр
Дакладная хуткасць, у якійй месячныя гадзiнніцы праходзяцца хутчэй, дзепендаў ад розьніцы ў гравітацыйным потенцыялі выміж Зямліны паверхні і месячнай паверхні, плюс малыя папраўкі для орбітальнай хуткасцi і Зямліны ротацыі.
Гравітацыйнае blueshift — гадзiнніцы праходзяцца хутчэй ў слабейшай гравітацыю — спадаюцца прыблiзна +58.7 мікросекунды за дзень. Акінь, Месяц орбітальная хуткасць (прыблiзна 1.022 km/s) прычыняе малы спавольненне часу ў супрацьлеглым напрамку (спяцыяльнай адносна эффект), аменшаючы нет прыбыль прыблiзна 2.7 мікросекунды за дзень. Зліучаны вынік - прыблiзна +56.02 мікросекунды за дзень.
Гэты нумэр засцвердзен шматлічнымі незалежнымі аналізамі, уключаючы працу NASA Jet Propulsion Лабаратоўяй і Национального Інстытута Стандартаў і Тэхналогіі.
Гэта Не Тэарэтычны — Гэта Вымяра
Гравітацыйнае спавольненне часу - адна з найбольш дакладна тэстаў прадказанне ў усіх Фізікі. GPS спутнікі, якія арбітуюць каля 20,200 км вышэй дзе гравітацыя слабейшага, завяршаюцца прыблiзна 45 мікросекунды за дзень сярод адносна да Зямліны паверхні. Бяз поправкі за гэта, GPS позіцыі быў дрэйфаў прыблiзна 10 км за дзень.
Та жа Фізіка наносіцца да Месяца. Макед мы не яшчэ месцаплацівалі атомныя гадзiнніцы на месячнай паверхні, эффект разлічвацца аж гэтыя ж ўстанавіцы тэстаў раўнання. Гравітацыйнае спавольненне часу формула выходоў прадказанні, якія Штамповап Паўэраў быў здаўнавалі.
Чаму 56 Мікросекунд Важна
Для паўсядзённых чалавечных актыўнасцяў, 56 мікросекунды - непрыметна. Але для дакладнасцi сістэм гэта спіс хутка:
После адна месяца, месячны гадзiнник - наўпярод прыблiзна 1.7 мільісекундоў. Пасля адна года, зрух - рос прыблiзна 20 мільісекундоў. Адкрыцця J2000.0 эпохи (1 Стахцоўня 2000) кумулятыўны дрэйф выказаў больш чым 0.5 сакунд.
Для навігацыі свеціло путшествует прыблiзна 300 метраў за мікросекунду. Адна 56-мікросекунда часавой памылка адпавядае прыблiзна 16 метраў становішча ненадзейнасцю за дзень. Для дакладнасцi посадкі патрібанымі Artemis місіяў — мэтавыя спецыфічныя месцы блізка да месячнай паўднёўкі — гэтая ўзровень дрэйфуу невалідна бяз правільнасцыю.
Гэта прынцыпова чаму Каардынаваны Месячны Час (LTC) развітается: каб павідаць часавой стандарт, які рыхтаў рэлятывiстычны розьніцу і трымалі ўсю месячную сістэму сінхранiзаваны.