Почему люди медленнее стареют в самолете: астрофизик объяснил временные парадоксы на Земле и в космосе

Время кажется нам чем-то вечным, постоянным и незыблемым. Ученые знают, что мы не в силах заставить его двигаться назад или прыгнуть в будущее. Но действительно ли время безгрешно?

В свое время Альберт Эйнштейн предсказал, что это не так. Он был убежден, что время будет замедляться, если добиться определенной скорости движения, например, в самолете. И чем выше будет скорость, тем сильнее будет замедляться время. Но чтобы действительно увидеть и почувствовать изменение течения времени, нужна не только скорость, но и чрезвычайно мощная гравитация.

Профессор астрофизики в Оксфордском университете, писатель и телеведущий Крис Линтотт в статье для BBC рассказал об интересных парадоксах со временем, из-за которых ваша голова стареет быстрее ног, а черная дыра могла бы превратиться в естественную машину времени.

Теорию Эйнштейна в 1971 году в рамках эксперимента доказали физики Джозеф Хафеле и Ричард Китинг. Для этого они взяли в самолет чрезвычайно точные атомные часы и полетели – один на запад, а второй – на восток. Когда они вернулись в свою лабораторию, где стояли третьи часы, оказалось, что эти чрезвычайно точные часы показывают немного разное время.

Эффект такого явления на самом деле очень незначителен и заметить его можно только благодаря атомным часам. Как объясняет Линтотт, перелет из Лондона в Нью-Йорк приведет к тому, что часы будут отставать на десятимиллионную долю секунды от находившихся на земле. Но это касается не только часов. Человек в самолете так же состарится на десятимиллионную долю секунды меньше, чем тот, кто проведет то же время на земле.

Кроме скорости, влияние на течение времени оказывает и гравитация. Так, чем меньше будет гравитационная сила, тем быстрее будет двигаться время. Это правдиво даже тогда, когда мы говорим о человеке, стоящем на поверхности планеты. Время у его ног будет двигаться медленнее, чем время у его головы, а соответственно голова всегда будет стареть быстрее. Эффект такого искажения времени невероятно мал, но чем дальше от Земли – тем сильнее он становится. Человечеству известно об этом и именно поэтому система GPS, которая обеспечивает навигацию для всего мира, благодаря спутникам на высоте 20 000 км над планетой, должна учитывать это, чтобы работать должным образом.

При этом, как отмечает астрофизик, в масштабах Вселенной Земля в конечном счете является маленькой планетой. А потому, если мы действительно хотим увидеть искажение времени, нужно попасть под гравитацию значительно больших объектов – например, черных дыр, имеющих сверхмощное гравитационное тяготение, против которого не способен бороться даже свет.

Как объясняет ученый, практически осуществить приближение к черной дыре и остаться в живых невозможно, поскольку со всем, что попадает под действие гравитации черной дыры, происходит эффект "спагетификации" – когда объект растягивается в тонкую нить.

Но если говорить теоретически, то человек, падающий в черную дыру, сам не почувствовал бы никаких изменений в том, как течет время. Однако он увидел бы, что вся Вселенная вокруг ускорилась.

Если бы падая в черную дыру можно было созерцать Землю, мы бы увидели эволюцию планеты. За то время, которое казалось бы нам минутами, на Земле проходили бы целые эпохи, вплоть до того момента, когда Солнце превратилось бы в красного гиганта и поглотило бы Землю.

А тот, кто наблюдал бы с безопасного расстояния за падением астронавта в черную дыру, видел бы обратный эффект. Если бы астронавт на прощание, прежде чем исчезнуть в черной дыре, махал бы рукой, то его коллеге казалось бы, что это движение становится все медленнее и медленнее.

Наглядно такой эффект был показан в фильме Кристофера Нолана "Интерстеллар". Там астронавты, исследовавшие планету вблизи черной дыры, вернулись на материнский корабль и увидели, что прошедшие для них на планете часы стали годами для астронавта на корабле.

При этом, как замечает Линтотт, "нет смысла спрашивать, является ли "правильным" время, проходящее вблизи черной дыры или далеко от нее; теория относительности говорит нам, что такого понятия не существует".

Он предполагает, что когда обреченный путешественник пересечет точку невозвращения – горизонт событий черной дыры, он будет вынужден двигаться в центр черной дыры.

"Это означает, что его восприятие времени может кардинально измениться – и он, возможно, даже сможет перемещаться вперед и назад по времени", – отметил астрофизик.

Линтотт объяснил, что в обычной жизни человек двигается как угодно в трех измерениях пространства, но сквозь время – только вперед. После пересечения горизонта событий, как считают некоторые ученые, само движение в пространстве – к центру черной дыры – будет означать движение во времени.

"В этом смысле черная дыра может действовать как машина времени, позволяя любому, кто достаточно храбр, чтобы войти в нее, вернуться во времена задолго до того, как они пересекли горизонт событий, вплоть до создания самой черной дыры", – пояснил ученый. .

Проблема с таким путешествием лишь в том, что, насколько мы можем судить, из черной дыры невозможно выйти, поэтому ни один путешественник во времени из будущего не сможет воспользоваться этим трюком, чтобы посетить нас.

Ранее OBOZ.UA рассказывал, что произойдет, когда Млечный путь врежется в Андромеду.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.