Se si accendesse l’orologio utilizzato dai fisici alla nascita dell’universo, esso si sarebbe discostato dal suo valore reale di non più di 0,05 secondi a questo punto – 13,8 miliardi di anni dopo. Grazie a un metodo di misurazione molto accurato, i fisici sono stati in grado di misurare l’effetto della gravità sul passare del tempo due gruppi di ricerca mercoledì nella rivista di settore temperare la natura†
Questa non è la prima volta che questo effetto, noto negli ambienti professionali come “spostamento verso il rosso gravitazionale”, viene misurato. Ma non è stato fatto così esattamente come è ora.
Già nel 1976, i fisici hanno rivelato nell’esperienza Che Albert Einstein avesse ragione quando predisse nella sua teoria della relatività che il tempo rallenta vicino alle masse pesanti. A quel tempo, lo facevano con un orologio molto preciso in una navicella spaziale a 10.000 km sopra la Terra e uno sulla Terra. Alla fine dell’esperimento, si è già scoperto che l’orologio spaziale ticchetta leggermente più velocemente che sulla superficie del pianeta: con una differenza di un secondo ogni 73 anni.
Questo sembra insignificante, ma è un effetto che i satelliti GPS, tra l’altro, che orbitano due volte sopra la Terra, devono costantemente compensare. In caso contrario, la loro determinazione, ad esempio, nei nostri pianificatori di percorsi non sarà corretta.
Nube atomica nel raggio laser
Avanti veloce fino ad ora, e i contatori di tempo più accurati conosciuti dai fisici sono chiamati orologi atomici. Pensiamo non al quadrante con la lancetta dei secondi, ma all’”orologio” che “suona” grazie ai cambiamenti regolari degli stati energetici degli atomi. Posizionando due di quegli orologi atomici uno sopra l’altro, i fisici possono farlo nel 2010 Misurare lo spostamento verso il rosso gravitazionale, ad esempio, a una distanza di un metro.
Nei due nuovi esperimenti, il passo preferenziale viene ora compiuto, non utilizzando due disposizioni separate come orologi, ma confrontando il tempo in (gruppi) di atomi all’interno di un unico ordine. In questo modo, i fisici sono stati in grado di misurare la differenza di tempo tra le transizioni di energia in atomi a pochi millimetri di distanza su entrambi i lati di una singola nuvola atomica sospesa in un raggio laser. Nel secondo articolo, un altro gruppo di ricerca ha descritto qualcosa di simile, ma tra due nuvole di atomi separate da un centimetro.
“Risultati meravigliosi”, afferma il fisico Florian Schreck (Università di Amsterdam), che conduce anche ricerche su orologi atomici ultra precisi. “Era nell’aria da un po’ che qualcuno lo facesse. Puoi anche vederlo dal fatto che ora due gruppi di ricerca lo stanno facendo contemporaneamente, indipendentemente l’uno dall’altro”.
I fisici vogliono usare la loro tecnologia a lungo termine per acquisire nuove conoscenze sulla fisica, tutte legate alla gravità. Ad esempio, sperano di rivelare come funziona questa forza al livello delle particelle più piccole – un’importante questione aperta in fisica – e vogliono mappare meglio la forma della Terra, sempre attraverso misurazioni gravitazionali.
