A passagem do tempo não é tão constante quanto se poderia pensar - a gravidade a desacelera, então os relógios na superfície da Terra correm mais devagar do que no espaço. Agora, os pesquisadores mediram a passagem do tempo em diferentes velocidades a uma distância de apenas um milímetro.
A ideia de que o tempo é influenciado pela gravidade foi proposta pela primeira vez por Albert Einstein em 1915 como parte de sua teoria geral da relatividade.
Espaço e tempo estão inextricavelmente ligados, e grandes massas distorcem o tecido do espaço-tempo com sua enorme influência gravitacional.
Isso faz com que o tempo flua mais lentamente à medida que se aproxima de uma grande massa, como um planeta, uma estrela ou, no caso mais extremo, um buraco negro. Esse fenômeno é conhecido como dilatação do tempo.
Na Terra, a dilatação do tempo na verdade significa que o tempo se move mais rápido em altitudes mais altas. Por exemplo, o tempo passa mais rápido no topo do Everest do que no nível do mar.
Mas isso também se aplica a distâncias mais curtas - alguém que mora em um apartamento no 10º andar envelhece mais rápido que alguém no térreo, e até sua cabeça envelhece mais rápido que seus pés.
É claro que as diferenças no fluxo do tempo nessas distâncias são tão pequenas que são quase imperceptíveis, mas podem ser medidas com relógios atômicos, que mantêm o tempo com muita precisão usando o confiável "tique-taque" dos átomos.
Ao comparar relógios atômicos em satélites e aeronaves com os do solo, os cientistas conseguiram medir a dilatação do tempo em distâncias de até milhares de quilômetros. Mas em um novo estudo, cientistas do JILA mediram a dilatação do tempo na menor distância até agora - apenas um milímetro.
Para fazer essa medição, a equipe usou um relógio atômico composto por uma nuvem ultrafria de 100.000 átomos de estrôncio.
Desacelerando o tempo na velocidade da luz
Por que o tempo diminui devido à gravidade e à velocidade da luz?
O tique-taque do relógio vem de átomos alternando entre dois níveis de energia, o que eles fazem com frequência extremamente confiável. Ao controlar cuidadosamente esses estados de energia, os cientistas conseguiram fazer com que todos os átomos na nuvem funcionassem em perfeita harmonia por 37 segundos, um tempo recorde.
Nesse relógio atômico, os átomos foram carregados em uma rede óptica, que os empilha em várias camadas finas, como uma pilha de panquecas. Uma vez que os átomos começaram a tiquetaquear em uníssono, os cientistas usaram técnicas de imagem extremamente precisas para medir o tique-taque no topo da pilha em comparação com o fundo.
De fato, eles encontraram uma diferença entre as duas áreas devido à dilatação do tempo. A mudança de frequência era, é claro, pequena, apenas 0,00000000000000000001, mas, no entanto, podia ser medida.
Os cientistas dizem que este trabalho pode não apenas ajudar a tornar os relógios atômicos 50 vezes mais precisos do que são agora, mas também abrir novas ferramentas para explorar os mistérios da física.
Atualmente, a força da gravidade não pode ser explicada em termos de física quântica, mas ser capaz de medir sua influência em escalas cada vez menores pode desvendar seus segredos e talvez revelar o elo perdido entre a física quântica e a clássica.
O resultado mais importante e emocionante é que podemos relacionar a física quântica à gravidade, por exemplo, explorando a física complexa onde as partículas são distribuídas em diferentes lugares no espaço-tempo curvo, disse Jun Ye, principal autor do estudo.
Ser capaz de medir diferenças de tempo em uma escala tão pequena pode nos permitir descobrir, por exemplo, que a gravidade quebra a coerência quântica, o que pode ser a razão pela qual nosso mundo em macroescala é clássico.
O estudo foi publicado na revista Nature. Os cientistas explicam seu trabalho no vídeo abaixo.
2022-02-18 13:09:55
Autor: Vitalii Babkin