Göreliliği anlamak-9: Zamanın ağırlığı: Ve büyük resim
Diziyi bitirirken en sarsıcı sonucu sona sakladım.
Şu anda ayaklarınızda akan zaman, başınızda akan zamandan daha yavaştır.
Bu bir mecaz değil. Ölçülmüş bir olgudur. Ve sebebi, altıncı yazıdaki asansörde saklıdır.
Neden böyle olmak zorunda
Hızlanan roket kabinine son bir kez dönelim. Kabinin tavanından tabana doğru, düzenli aralıklarla ışık sinyalleri gönderiliyor — bir saatin tıkları gibi.
Sinyal tavandan tabana inerken kabin hızlanmıştır, yani taban sinyale doğru koşmaktadır. Tabandaki gözlemci, tıkları gönderildiğinden daha sık alır. Ona göre tavandaki saat hızlı işlemektedir. Tersinden bakarsak: tavandakine göre, tabandaki saat yavaş işlemektedir.
Şimdi eşdeğerlik ilkesini uygulayın: bu kabin ile bir yerçekimi alanı arasında fark yoktur. O hâlde sonuç kaçınılmazdır.
Kütleye ne kadar yakınsanız, zaman o kadar yavaş akar.
Ve yedinci yazıda bıraktığım ipucu buydu: elmayı yere düşüren şey de aslında budur. Cisimler, uzay-zamanda zamanın daha yavaş aktığı tarafa doğru yönelir. Yerçekimi, zamanın eğriliğidir. Yani bu şekilde modelleyebiliriz.
Bir kulede ölçülen fark
1959'da Harvard Üniversitesi'nde Robert Pound ve Glen Rebka, Jefferson laboratuvarının 22,5 metrelik kulesini kullandılar. Kulenin dibinden tepesine gama ışınları gönderdiler ve yükselirken uğradıkları minik enerji kaybını ölçtüler.
Aradıkları fark, bir birimin katrilyonda iki buçuğu kadardı. Buldular. Yirmi iki buçuk metre — bir apartman boyu — zamanı ölçülebilir biçimde değiştiriyordu.
Bugün optik atom saatleri o kadar hassas ki, 2010'da ABD'nin standartlar kurumu NIST'te iki saat arasında 33 santimetrelik bir yükseklik farkı yaratıldığında bile zaman farkı ölçülebildi. Masanın üstündeki saatinizle yerdeki saatiniz aynı zamanı yaşamıyor.
Ve ilk yazıda anlattığım GPS meselesi işte bu iki etkinin toplamıdır: uydular hızlı gittikleri için saatleri günde 7 mikrosaniye geri kalır, Dünya'nın kütlesinden uzak oldukları için 45 mikrosaniye ileri gider. Net fark düzeltilmezse navigasyon her gün on kilometre şaşar.
Kısacası zamanın ağırlığı vardır ve mühendisler bunu her gün hesaba katmak zorundadır.
Bir saat, yedi yıl
Etkinin gerçek boyutunu görmek için kütleyi büyütmek........
