Czy w kosmosie starzejemy się szybciej niż na Ziemi? Odpowiedź może dać zegar atomowy cezu

22 kwietnia Międzynarodowa Stacja Kosmiczna powitała nowy instrument, precyzyjny zegar Pharao (w ramach Projektu Zegara Atomowego z Chłodzeniem Atomów na Orbicie), w ramach misji ACES (Zespół Zegarów Atomowych w Kosmosie) Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki niemal nieruchomym atomom, których właściwości bada się za pomocą laserów, tykanie księżyca Faraona odchyla się zaledwie o jedną sekundę na 300 milionów lat (mniej niż minutę od Wielkiego Wybuchu). Dzięki temu będziemy mogli przetestować, jak nigdy dotąd, przewidywania ogólnej teorii względności, zgodnie z którą starzejemy się szybciej w oddaleniu od dużej masy, takiej jak Ziemia, niż na powierzchni. Prognoza ta została już potwierdzona, ale ACES musi zwiększyć jej dokładność dwudziestokrotnie. Mamy nadzieję, że uda się znaleźć inne tempo zegara niż oczekiwano, co jest oznaką działania nowych sił w naturze.

Eksperymenty z sondą Pharao trwają od początku maja, a przed jego rozpoczęciem zaplanowano kilka tygodni testów i kalibracji. Już najwyższy czas. Pomysły i pierwsze testy przeprowadzone przez Laboratorium Kastler-Brossel i Obserwatorium Paryskie mają już prawie trzydzieści lat. Realizacja projektu była wielokrotnie opóźniana z powodu trudności finansowych i technicznych, takich jak budowa komory ultrapróżniowej, która miałaby chronić atomy przed kolizjami, czy też produkcja układu optycznego spełniającego ograniczenia przestrzenne. On nawet ma dwa razy byłem na skraju poddania się. Jednak z ponad dziesięcioletnim opóźnieniem naukowcy są gotowi wykorzystać ten technologiczny klejnot opracowany przez francuskie firmy, zwłaszcza Thales i Sodern. „Na szczęście ten okres czasu nie wpłynął negatywnie na istotność eksperymentu” – zapewnia Didier Massonnet, kierownik projektu misji w Francuskim Narodowym Centrum Studiów Kosmicznych (CNES). Żaden pomiar przyspieszenia czasu na wysokości nie osiągnął precyzji, jakiej oczekiwał Faraon. Opracowano znacznie dokładniejsze zegary, ale pozostały na Ziemi. Rekord stanowi odchylenie o ćwierć sekundy na przestrzeni 10 miliardów lat. Oczekuje się, że misja ACES potrwa trzydzieści miesięcy, co jest okresem wystarczającym do osiągnięcia celów.

Faraon nie jest sam w kosmosie. Ma on łączność z Ziemią za pomocą łączy radiowych i laserowych, co umożliwia dokonywanie porównań. Przede wszystkim do pomiaru i korygowania niedoskonałości w Pharao używa się innego zegara, tzw. masera, który bazuje na wodorze.

Pozostało Ci 14.83% artykułu do przeczytania. Reszta jest zarezerwowana dla abonentów.