Einsteinova teorija opće relativnosti promijenila je ljudsko razumijevanje svemira prije više od jednog stoljeća, a od tada su znanstvenici otkrili da je stabilan tijek vremena sve samo ne stabilan. Među najspominjanijim implikacijama opće relativnosti jest da vrijeme prolazi brže na vrhu svakog stubišta na svijetu nego na njegvu dnu. Ovaj zapanjujući fenomen događa se jer što je objekt bliže Zemlji, jači su udari gravitacije. A budući da opća teorija relativnosti opisuje gravitaciju kao krivljenje prostora i vremena, samo vrijeme putuje sporije na većim visinama i većim udaljenostima od Zemlje, gdje gravitacija ima manji učinak. Dakle, ako je vrijeme povezano s gravitacijom, znači li to da ljudi na vrhovima planina stare brže nego ljudi na razini mora? Da li povećana gravitacija zapravo čini da ljudi sporije stare?

"Doista, za sve objekte koji su udaljeniji od gravitacijskog polja, kao što je Zemlja, vrijeme zapravo teče sporije", rekao je James Chin-wen Chou, fizičar s Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) u Boulderu, Colorado za Live Science.. To znači da ljudi koji žive na velikim nadmorskim visinama stare malo brže od onih koji koračaju kroz prostor-vrijeme na razini mora, piše Live Science.

"Gravitacija čini da starimo sporije, relativno gledano", rekao je Chou. "U usporedbi s nekim ko nije u blizini masivnog objekta, mi starimo sporije za vrlo malu količinu. Zapravo, za tog nekoga, cijeli svijet oko nas razvija se sporije pod djelovanjem gravitacije."

Razlike itekako postoje

Razlike su male, ali mjerljive. Ako biste sjedili na vrhu Mount Everesta - koji je 8.848 metara iznad razine mora - 30 godina, bili biste 0,91 milisekundu stariji nego da ste tih istih 30 godina proveli na razini mora. Slično tome, ako bi se blizanci koji žive na razini mora razdvojili na 30 godina, pri čemu bi se jedan preselio u mjesto na visini od 1600 m, a drugi ostao na mjestu, blizanac na visokoj nadmorskoj visini bio bi 0,17 milisekundi stariji od svog blizanca kada su se ponovno okupili.

U upečatljivom eksperimentu, istraživači NIST-a upotrijebili su jedan od najpreciznijih atomskih satova na svijetu kako bi pokazali da vrijeme teče brže čak i samo 0,2 milimetra iznad Zemljine površine. "Ovo nisu samo izračuni", rekao je Tobias Bothwell, fizičar s NIST-a i koautor rada objavljenog 2022. godine u časopisu Nature u kojem se opisuje eksperiment. "Vidjeli smo promjenu u otkucajima sata na udaljenosti otprilike širine ljudske dlake", rekao je za Live Science.

Ključ za razumijevanje zašto masivni objekti iskrivljuju protok vremena je prepoznavanje da je "prostor-vrijeme" četverodimenzionalna tapiserija satkana od tri prostorne koordinate (gore/dolje, desno/lijevo i naprijed/nazad) i jedne vremenske koordinate (prošlost /budućnost). Gravitacija, u relativističkom modelu, je ono što nazivamo kada bilo koji objekt s masom iskrivi tu tapiseriju, zakrivljujući prostor i vrijeme kao jedno.

Primjer s GPS-om

"Sve što posjeduje masu utječe na prostor-vrijeme", rekao je za Live Science Andrew Norton, profesor astrofizike na The Open University u U.K. U blizini objekta s masom, "prostor-vrijeme je iskrivljeno, što rezultira savijanjem prostora i širenjem vremena. "Učinak je stvaran i mjerljiv, ali zanemariv u svakodnevnim situacijama", rekao je Norton. Međutim, kada je riječ o nesvakodnevnim situacijama, ovaj fenomen — poznat i kao gravitacijska dilatacija vremena — može postati neuredan.

Prema Nortonu, GPS sateliti koji kruže oko svijeta na visini od 20.186 kilometara moraju se prilagoditi činjenici da njihovi satovi rade 45,7 mikrosekundi brže nego satovi ovdje dolje, tijekom 24 sata. "Najhitniji učinak relativnosti tijekom vremena vjerojatno je točnost GPS-a", rekao je Chou. "Budući da se GPS sateliti kreću velikim brzinama i visoko od Zemlje, potrebno je pažljivo uzeti u obzir relativističke učinke brzine i gravitacije kako bismo mogli zaključiti o našem položaju na globusu s visokom točnošću." Bliže kući, jasno je da gravitacija, zapravo, čini da starimo sporije. Naravno, to je obično samo pitanje milisekundi, a savijanje na razini mora teško da je održiva strategija protiv starenja. Ali vrijeme je i dragocjeno i prolazno, pogotovo kada je udaljeno od bilo kojeg objekta s masom.