Эгер эки барабар бирдей атомдук саат жойгон болсоңуз — жер бетинде бири жана айда бири — жана туура эле бир Жер күндөнүн кийин аларын текшерсеңиз, айдын саати ~56.02 микросекунда айырмалуу болот. Бул саатларда каталык эмес. Бул космосунун негизги касиети, 100 жылдан ашык убакыт мурун Альберт Эйнштейндин жалпы салыштырмалуулук теориясы менен болжолдонгон.
Гравитациялык Убакыт Дилатациясы Түшүнүк
Эйнштейндин жалпы салыштырмалуулугу, 1915-чылда чыгарылган, гравитацияны күч эмес, акыр-макулда spacetime ийүүсү катары сүрөттөйт. Жер жана ай сыяктуу массалуу объекттер алынып, spacetime-ди өзүлөрүнүн айланасында (warp) жана бул ийүүлүүлүк убакыт өтүүнүнүн ылдамдыгына таасирин тийгизет.
Базалык принцип жөнөкөй: чокусунан гравитасия зайыт, убакыт жайыраак. Бул эффект гравитациялык убакыт дилатациясы деп аталат. Жердин бетинде гравитасия ~9.8 м/с², ал эми айдын ~1.62 м/с² гана — болжол менен алты жолу алсыз. Айдын гравитациясы алсыз болгондуктан, spacetime аз ийилет жана саатлар тезирээк өтөт.
56 Микросекунда Саны
Сайдын саатлар тезирээк басып өтүүнүн так курусу жер бетинде жана ай бетинде гравитациялык потенциал айырмасынан көз каранды, сайдын орбиталык ылдамдыгы жана жердин айлануусунун кичирей түзөтүүлөрүндө.
Гравитациялык blue shift — алсыз гравитадагы тезирээк саатлар — күндө ~+58.7 микросекунда салымы берет. Бирок, айдын орбиталык ылдамдыгы (~1.022 км/с) каршы багыттагы убакыт дилатациясын жасайт (спец релятивитеттен ылдамдыккөзөнон ассоцияцияланган эффект), сайдын тезирээк башталып турган төө күндө ~2.7 микросекундага азайтат. Жыйынтыктагы башталып ~+56.02 микросекунда күндөнүн.
Бу сан бир нече көз карандысыз анализ менен тастыкталген, NASA JPL жана Национальный Стандарт жана Технология Институтун жумуштарын камтыган.
Бул Теория Эмес — Ал Өлчөлгөн
Гравитациялык убакыт дилатациясы физиканын эң так болжолдонгон болуп саналат. GPS спутниктери, кайсы болсо ~20,200 км бийиктикте орбита кылат жеркиндин гравитациясы алсыз, жердин бетине карата күндө ~45 микросекунда тезирээк өтөт. Релятивитетти түзгүсүң, GPS позициялары күндө ~10 км жакын турманда сайдап калмак.
Бул физика айда окшош. Биз сайдын бетине атомдук саатлар жайгаштырган чыгыйбаганы менен, эффект бирдей сыналган теңдемелерден эсептелет. Гравитациялык убакыт дилатациясы болжолдулары триллионун бир бөлүгүнө чейин сыналканат.
Эмне үчүн 56 Микросекунда Чуц
Адамдын күндөлүк иштеринде, 56 микросекунда жана көрүлүүсүз. Бирок точнасы системалары үчүн, ал тез кумулятивдүү:
Бир айдан кийин, сайдын саати ~1.7 миллисекундага тезирээк. Бир жылдан кийин, офсет ~20 миллисекундага өсөт. J2000.0 эпохасынан (2000-чылдын 1-январы) бери, кумулятивдүү дрифт 0.5 секундадан артык.
Навигация үчүн, жарык секунданын ичине ~300 метр өтөт. 56-микросекундалык убакыт каталык ~16 метр позиция белгисиздиги күндөнүн нутуксун билдирет. Artemis миссиялары керек болгон точнасы отустарын үчүн — сайдын түштүк полюстун жакын нюанс сайттарды белгилүүлүүлүк — бул дрифт деңгээли түзөтүүсүз кабыл алынбайт.
Бул рас Coordinated Lunar Time (LTC) өндүрүлүүчүлүк: релятивисттик айырмачылыкты эсептегенде убакыт стандартын көзөмөлүүлүк жана бардык сайдын системалары синхрондуу болбоо.