В России разрабатывают ядерные часы для измерения времени возле черных дыр
Ученые Национального центра физики и математики работают над новыми сверхмощными часами, которые смогут фиксировать, как время замедляется под действием гравитации. Об этом рассказал научный руководитель центра, академик РАН Александр Сергеев.
Ядерные оптические часы — устройство нового поколения, которое со временем может заменить и акселерометры, и гироскопы, и навигационные системы. По словам Сергеева, такие часы смогут точно определять свое положение в гравитационном поле, даже если спутник или корабль окажется вдали от Земли и связи с ГЛОНАСС или GPS не будет.
В системах, где невозможно использовать спутниковую навигацию, применяют инерциальные датчики — акселерометры и гироскопы. Они рассчитывают траекторию движения на основе начальных координат и измерений ускорения. Но такие системы со временем накапливают ошибку: уже через час она может достигать сотен метров. Ядерные часы измеряют не перемещение, а само изменение хода времени под действием гравитации.
Это возможно благодаря эффекту, описанному в общей теории относительности: чем сильнее гравитация, тем медленнее течет время. Даже на Земле часы на первом этаже идут чуть медленнее, чем на двадцатом. Разница микроскопическая, но вполне измеримая. И современные ядерные часы, по словам академика, способны уловить такие изменения. А значит, по тому, насколько замедлено время в конкретной точке, можно определить свое положение. Причем с точностью до сантиметра.
В будущем такие часы пригодятся не только в далеком космосе, но и ближе к Земле — например, для автономной навигации в тоннелях, под водой или в районах без спутниковой связи. Но главное — они позволят измерить, как меняется ход времени рядом с источниками экстремальной гравитации: например, возле нейтронных звезд или черных дыр, где пространство и время сильно искажаются.
Ранее физики рассчитали точное время на Марсе.
Кадр из фильма «Интерстеллар»
