שעונים אטומיים בתחנת החלל יבדקו: האם התיאוריה של איינשטיין נכונה? 

סוכנות החלל האירופית (ESA) שולחת שני שעונים אטומיים לתחנת החלל הבינלאומית (ISS) שצפויים להגיע אל התחנה ביום שלישי.

השעונים ימדדו זמן בדיוק רב יותר מכל שעון קודם על תחנת החלל, במטרה לבחון את התחזיות של תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין - על ידי שיפור מדידת ההסטה הגרביטציונית או התזוזה הגרביטציונית בשתי ספרות עשרוניות, ולהגיע לדיוק של אחד למיליון, כך דווח ב-France 24.

לב ליבה של מערכת ACES הוא שעון אטומי שפותח במשך כמעט שלושה עשורים על ידי המרכז הלאומי הצרפתי ללימודי חלל (CNES) ו-ESA, בשיתוף פעולה עם איירבאס. השעון משתמש בשני גרם של צזיום שמאפשר לו להשיג דיוק חסר תקדים במדידת זמן. המדענים צופים כי הודות לקירור אטומי הצזיום לכמעט אפס מוחלט (-273°C), השעון ימדוד את הזמן בדיוק יוצא דופן.

"השעון יסטה בשנייה אחת בלבד כל 300 מיליון שנה", ציינו המדענים. רמת דיוק זו עולה על כל מכשיר מדידת זמן קיים והיא חיונית לבדיקת התיאוריה של איינשטיין.

בתורת היחסות הכללית שלו, אלברט איינשטיין קבע שהזמן אינו זהה בכל מקום ומאט בקרבת עצם מסיבי, עד כדי עצירה בשולי חור שחור. תופעה זו, הידועה כהתארכות זמן, נצפית על כדור הארץ, בו הזמן עובר מהר יותר בגבהים גבוהים יותר. לדוגמה, הזמן עובר מהר יותר בראש מגדל אייפל מאשר בבסיסו, אפקט שאינו מורגש לבני אדם אך ניתן למדידה באמצעות מכשירים מדויקים.

על ידי השוואת התוצאות של השעון על תחנת החלל עם שעונים אטומיים על כדור הארץ המדענים מתכוונים לבדוק בדיוק את השפעות היחסות. "ההבדלים ינותחו כדי לקבוע אם התוצאה עקבית עם תחזיות תורת היחסות", אמר פיליפ לורן, מדען המעורב במשימה.

מעבר לפיזיקה בסיסית, המשימה עשויה לסלול את הדרך לפתרון התעלומה הגדולה ביותר של הפיזיקה התיאורטית המודרנית: חוסר התאימות בין מכניקת הקוונטים ליחסות הכללית. שתי התיאוריות אומתו על ידי ניסויים רבים בעשורים האחרונים, אך הפיזיקאים המקווים למצוא תיאוריה ייחודית שתסביר את כל תופעות הטבע והאינטראקציות הפיזיקליות היסודיות.

"ההבדל בזמן בהכרח יתקיים מכיוון שאנחנו יודעים שהיחסות הכללית מדויקת, אבל נאמת זאת ברמה כזו שאולי נמצא סטייה", הסביר דידייה מסונה, מנהל פרויקט פראו ב-CNES. הסטייה הקלה שמחפשת משימת פראו מכוונת לסלול את הדרך לפתרון חוסר התאימות בין שתי התיאוריות היסודיות. השעונים יישארו במסלול עד לפרישה המתוכננת של ה-ISS בשנת 2030.

תפיסתו המהפכנית של איינשטיין לגבי זמן וחלל, שהוצעה ב-1915, ממשיכה להשפיע על הפיזיקה המודרנית. תורת היחסות הכללית שלו קובעת כי החלל והזמן קשורים זה בזה וניתנים לעיוות על ידי עצמים מסיביים.