През 1905 година, в рамките на специалната теория на относителността, Алберт Айнщайн за първи път формулира принципа на релативистичното забавяне на времето.
Според него в движещо се тяло всички физически процеси протичат по-бавно, отколкото в неподвижно. Затова, ако вземем два еднакви часовника, единия поставим в космически кораб и изпратим в полет на висока скорост, а другия оставим на Земята, след връщането на първия часовник ще се окаже, че той изостава в сравнение с неподвижния.
Това по-конкретно означава, че потенциалните космически пътешественици на бъдещето ще стареят по-бавно, отколкото техните съвременници на Земята.
Независимо че специалната теория на относителността винаги е намирала критици, опитващи се да я поставят под съмнение, математическите изчисления на ефекта на забавяне на времето лежат в основата на всички фундаментални физични теории.
Много работи с природни обекти и лабораторни експерименти вече са потвърдили правотата на Айнщайн. Но от точността на предишните измервания имало какво да се желае и дълго време учените търсели начини да я повишат.
И ето, както се съобщава в статия, публикувана в изданието Physical Review Letters, петнадесет години изследвания, които провеждала група под ръководството на Нобеловия лауреат Теодор Хенш, директор на Института за квантова оптика „Макс Планк“, са донесли дълго чакания резултат.
В качеството на космически кораб учените използвали ускорителя на елементарни частици, разположен в Центъра по изучаване на тежки йони „Хелмхолц“. А ролята на часовник изиграли литиеви йони, които били ускорени до една трета от светлинната скорост. С помощта на лазери специалистите измервали честотата, с която електроните в йоните преминавали между различни енергийни нива.
Тези колебания, представляващи своеобразно „тиктакане“ на часовников механизъм, били сравнени с аналогични при йоните, оставащи в покой. В резултат учените не само за пореден път се убедили, че на високи скорости всички процеси протичат по-бавно, но и успели да оценят степента на забавяне.
Резултатът от измерването по точност пет пъти превишил предишните изследвания на същата група учени, публикувани през 2007 г. В сравнение с други методи за определяне на релативистичното забавяне на времето точността се оказала дори 50-100 пъти по-висока.
Разбирането на ефекта на забавяне на времето още днес има голямо практическо значение. Например този фактор се отчита в спътниците от Глобалната мрежа за позициониране (GPS), които коригират часовниците си в сравнение със земните с 38 микросекунди на ден за повишаване на точността на анализа на навигационната информация.
Днес тази цифра е основана на математически изчисления. Но скоро Европейската космическа агенция планира да провери степента на забавяне в реални условия. За тази цел през 2016 година в рамките на експерименталния проект ACES на Международната космическа станция ще се отправи свръхточен атомен часовник.
