Τα ατομικά ρολόγια της Ευρώπης στο διάστημα: Η θεωρία του Αϊνστάιν δοκιμάζεται στον ISS!

Τα ατομικά ρολόγια της Ευρώπης στο διάστημα: Η θεωρία του Αϊνστάιν δοκιμάζεται στον ISS!

Σήμερα ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος ESA ξεκίνησε ένα πρωτοποριακό έργο για τη διερεύνηση της σχέσης μεταξύ βαρύτητας και χρόνου. Ως μέρος αυτού του έργου, δύο ατομικά ρολόγια υψηλής ακρίβειας στάλθηκαν στο διάστημα. Το όργανο, που ονομάζεται ACES (Atomic Clock Ensemble in Space), προσαρτήθηκε με επιτυχία στη μονάδα Columbus του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS) για να στείλει το πιο ακριβές σήμα χρόνου από το διάστημα. Οι εργασίες βαθμονόμησης για το ACES αναμένεται να διαρκέσουν περίπου μισό χρόνο, πριν αναμένονται τα πρώτα επιστημονικά αποτελέσματα σε περίπου ενάμιση χρόνο.

Το ACES συνδυάζει δύο ειδικά ανεπτυγμένα ατομικά ρολόγια: το ατομικό ρολόι καισίου Pharaoh, το οποίο μετρά τα δευτερόλεπτα με ακρίβεια, και το ρολόι μέιζερ υδρογόνου SHM (Space Hydrogen Maser), το οποίο είναι πολύ σταθερό αλλά δεν έχει την ίδια ακρίβεια με το Pharaoh. Ο κύριος στόχος του έργου είναι να μελετήσει τις χρονικές διαφορές μεταξύ της Γης και του ISS, κάτι που θα μπορούσε να προσφέρει ουσιαστικές γνώσεις για τη δοκιμή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Albert Einstein. Ο Αϊνστάιν υπέθεσε ότι η βαρύτητα επιβραδύνει τον χρόνο, κάτι που υποστηρίχθηκε από προηγούμενα πειράματα που έδειξαν ότι ο χρόνος περνά πιο γρήγορα σε μεγαλύτερα υψόμετρα.

Αποστολή και επιστημονικό υπόβαθρο

Η διαστημική κάψουλα που μετέφερε το ACES απογειώθηκε από το Διαστημικό Κέντρο Κένεντι στη Φλόριντα τη Δευτέρα του Πάσχα. Μετά από περίπου 28 ώρες πτήσης, προσδέθηκε στον ISS. Το ACES είναι ένα από τα πιο ακριβή συστήματα χρονισμού που στάλθηκαν ποτέ στο διάστημα. Με καθημερινές μεταδόσεις σήματος σε πολλαπλούς επίγειους σταθμούς, οι επιστήμονες θα μπορούν να συγκρίνουν μετρήσεις χρόνου και έτσι να βρουν ενδείξεις για να υποστηρίξουν τις θεωρίες του Αϊνστάιν.

Όπως επισημαίνει ο Simon Weinberg από την ESA, το έργο έχει επίσης μεγάλη πρακτική σημασία. Σκοπός του είναι να επιτρέψει την παγκόσμια δικτύωση όλων των ακριβών ρολογιών για τη δημιουργία ενός ενιαίου και ακριβούς συστήματος ώρας για εφαρμογές όπως η πλοήγηση και οι συναλλαγές υψηλής συχνότητας. Προηγούμενες δοκιμές στη Γη έχουν ήδη δείξει ότι τα ρολόγια χτυπούν πιο γρήγορα σε μεγαλύτερα υψόμετρα από ό,τι στο έδαφος.

Τεχνικές λεπτομέρειες και επόμενα βήματα

Το σύστημα ACES έχει μέγεθος περίπου ένα κυβικό μέτρο και είναι τοποθετημένο στον ISS με έναν ρομποτικό βραχίονα. Η φάση της βαθμονόμησης θα δώσει στους ερευνητές την ευκαιρία να ελέγξουν πώς λειτουργούν τα ρολόγια πριν ξεκινήσουν τις μετρήσεις στην πραγματική πειραματική φάση.

Τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων θα μπορούσαν ενδεχομένως να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στην κατανόησή μας για το χρόνο, τα βαρυτικά πεδία και την επιρροή τους στην αντίληψη του χρόνου. Το έργο δεν συμβάλλει μόνο στην επιστήμη, αλλά και στην τυποποίηση της παγκόσμιας μέτρησης του χρόνου. Τα ευρήματα από το ISS θα μπορούσαν να παρέχουν βαθύτερες γνώσεις για τη θεωρία της σχετικότητας και έτσι να ανοίξουν ένα νέο κεφάλαιο στη φυσική έρευνα.