מה הקשר בין אלברט איינשטיין ל-GPS?

אם תטפסו להר גבוה ותבדקו את השעון שלכם, תגלו משהו מדהים: הזמן שם עובר קצת יותר מהר מאשר בגובה פני הים. זה לא מדע בדיוני, אלא תוצאה ישירה של תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין, שמראה שהזמן מושפע מכוח הכבידה. התופעה הזו כל כך מפתיעה, שהיא משנה את הדרך שבה אנחנו מבינים את היקום, והיא ממש משפיעה על חיינו, גם אם אנחנו לא שמים לב לכך ביומיום.

לפי תורת היחסות, הזמן זורם לאט יותר במקומות שבהם הכבידה חזקה יותר, כמו בגובה פני הים, ומהר יותר במקומות שבהם הכבידה חלשה, כמו בהרים או בחלל. הסיבה היא שכבידה מעקמת את המרחב-זמן – מעין "בד" קוסמי שקובע איך דברים זזים ונראים. ככל שהכבידה חזקה יותר, ה"בד" הזה מתעקם יותר, והזמן "מואט". לדוגמה, אם תשאירו שעון מדויק על פסגת האוורסט ושעון זהה בחוף הים, אחרי כמה שנים תגלו שהשעון בהר מקדים בשברירי שנייה. ההבדל זעיר – אבל הוא אמיתי ונמדד בניסויים מדויקים.

התופעה הזו לא רק תיאורטית – היא משפיעה על טכנולוגיות שאנחנו משתמשים בהן כל יום. כך, למשל, מערכת ה-GPS, שמנחה אותנו בניווט, תלויה בלוויינים שמסתובבים בגובה רב, שם הכבידה חלשה יותר. השעונים בלוויינים "מתקתקים" מהר יותר מאשר על כדור הארץ, ואם לא היו מתקנים את ההבדל הזה, ה-GPS היה נותן מיקומים שגויים תוך דקות. מהנדסים משתמשים בנוסחאות של איינשטיין כדי לסנכרן את השעונים, מה שמראה כמה תורת היחסות היא לא רק רעיון מופשט, אלא חלק מהחיים המודרניים.

אבל מה זה אומר על היקום כולו? התופעה הזו מרמזת שהזמן הוא לא קבוע, אלא גמיש – כמו חומר שניתן לעצב. ליד חור שחור, למשל, הזמן יכול להאט כל כך, ששנייה שם תהיה שווה לשנים שלמות במקום אחר. זה מה שקורה בסרטים כמו "בין כוכבים" של כריסטופר נולאן מ-2014, שבו (ספוילר!) זמן על כוכב לכת קרוב לחור שחור זורם לאט יותר מאשר בחללית רחוקה. התופעה הזו גם מעלה שאלות פילוסופיות: אם הזמן משתנה לפי המיקום, מה זה בכלל "עכשיו"?

הכתבה נכתבה בעזרת גרוק.