Եթե դուք տեղադրեր եք երկու կատարյալ միանման ատոմային ժամացույց — մեկը Երկրի վրա և մեկը Լուսնի վրա — և ստուգել եր նրանց ճշգրիտ մեկ Երկրային օրից հետո, Լուսնի վրա ժամացույցը կլիներ առաջ մոտ 56.02 միկրովայրկեն: Սա ժամացույցներում թերություն չէ: Սա տիեզերքի հիմնական հատկություն է՝ կանխատեսված Ալբերտ Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության տեսությամբ մեկ հարյուրամյակից ավելի հետո:
Ծանրության հարաբերական ժամանակի ընդլայնում բացատրված
Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականությունը՝ 1915 թվականին հրապարակված, նկարագրում է ծանրությունը ոչ թե որպես ուժ, այլ որպես տարածության ժամանակի կրճատում: Ծանրաբար առարկաներ, ինչպիսիք են Երկիրը և Լուսինը, թեքում են իրենց շուրջ տարածության ժամանակի հյուսվածքը, և այս թեքությունը ազդում է ժամանակի անցման վրա:
Կրկին հիմնական սկզբունքն պարզ է: Որքան ավելի ուժեղ ծանրության դաշտ, այնքան ավելի դանդաղ անցնում է ժամանակը: Այս ազդեցությունը կոչվում է ծանրության հարաբերական ժամանակի ընդլայնում: Երկրի մակերեսային ծանրություն մոտ 9.8 մ/վ² է, մինչ Լուսինինը ընդամենը մոտ 1.62 մ/վ² — մոտավորապես մեկ վեցերորդ ինչպես ուժեղ: Քանի որ Լուսնի ծանրության հատվածը թույլ է, տարածության ժամանակը այստեղ քիչ թեքվածքային, և ժամացույցներ անցնում են ավելի արագ:
56 միկրովայրկենի թիվը
Ճշգրիտ արագությունը, որով Լուսնային ժամացույցներ անցնում են ավելի արագ կախված է ծանրության հավանականության տարբերությունից Երկրի մակերեսի և Լուսնի մակերեսի միջև, գումարած փոքր ուղղումներ ուղեծրային արագության և Երկրի ռոտացիայի համար:
Ծանրության կապույտ տեղաշարժ — ժամացույցներ անցնում են ավելի արագ թույլ ծանրության մեջ — ներդրումներ մոտ +58.7 միկրովայրկեն օրեկան: Սակայն Լուսնի ուղեծրային արագություն (մոտ 1.022 կմ/վ) պատճառ է արտադրում փոքր ժամանակի ընդլայնում հակառակ ուղղությամբ (հատուկ հարաբերականության արագությունից կախված ազդեցություն), կրճատել մեջ զուտ շահույթ մոտ 2.7 միկրովայրկեն օրեկան: Կոմբինացված արդյունքը մոտ +56.02 միկրովայրկեն օրեկան:
Այս թիվը հաստատվել է բազմաթիվ անկախ վերլուծություններով, ներառյալ NASA-ի Jet Propulsion Laboratory-ի և National Institute of Standards and Technology-ի աշխատանքը:
Սա չէ Տեսական — այն չափվել
Ծանրության հարաբերական ժամանակի ընդլայնում ամբողջ ֆիզիկայի ամենաճշգրիտ փորձարկված կանխատեսումներից մեկն է: GPS արբանյակներ, որոնք պտույտ կատարում են մոտ 20,200 կմ բարձրության վրա, որտեղ ծանրությունը թույլ է, ձեռք բերում են մոտ 45 միկրովայրկեն օրեկան Երկրի մակերեսային ժամացույցների համեմատ: Այս ուղղմանից առանց GPS դիրքերը կդրիֆտ կատարեն մոտ 10 կմ օրեկան:
Անոր ֆիզիկա կիրառվում է Լուսնի վրա: Թեև մենք դեռ չենք տեղադրել ատոմային ժամացույց Լուսնի մակերեսի վրա, ազդեցությունը հաշվարկվում է նույն լավ փորձարկված հավասարումներից: Ծանրության հարաբերական ժամանակի ընդլայնման բանաձևը կանխատեսումներ են տալիս, որոնք հաստատված են մեկ մասից ավելի մեկ տրիլիոնից:
Ինչու 56 միկրովայրկեն Կարևոր
Մարդկային ամենօրյա գործունեության համար 56 միկրովայրկեն անտեսանելի է: Սակայն ճշգրիտ համակարգերի համար այն հավաքվում է արագ:
Մեկ ամսից հետո Լուսնային ժամացույցը տարածվել է մոտ 1.7 միլիվայրկեն: Մեկ տարի հետո, տեղաշարժ աճում է մոտ 20 միլիվայրկեն: J2000.0 շրջանակից (2000 թվականի հունվարի 1), կուտակային տեղաշարժ անցել է 0.5 վայրկյան:
Նավիգացիայի համար լույսն անցնում է մոտ 300 մետր միկրովայրկեն: 56 միկրովայրկենի ժամանակային սխալ համապատասխանում է մոտ 16 մետր դիրքային անորոշության օրեկան: Artemis մեծ լեռնախետեւ պահանջվող ճշգրիտ վայրէջքների համար — որոշ վայրերում Լուսնի հարավային բևեռի մոտ — այս տեղաշարժի մակարդակը անհանդուրժելի է՛ ուղղմա՛ն:
Այն է ճշգրիտ ինչու Կոորդինացված Լուսնային Ժամանակ (LTC) մշակվում: Տրամադրել ժամանակային ստանդարտ, որը հաշվի է առնում հարաբերական տարբերությունը և պահում է Լուսնային ամբողջ կազմակերպությունը միաժամանակ: