Το σημείο του Διαστήματος όπου ο χρόνος «κυλά» διαφορετικά

Αν μπορούσαμε να πλησιάσουμε αρκετά μια μαύρη τρύπα, θα συνέβαινε κάτι που μοιάζει βγαλμένο από ταινία επιστημονικής φαντασίας: ο χρόνος δεν θα περνούσε με τον ίδιο ρυθμό για όλους τους παρατηρητές.

Δεν πρόκειται για ψευδαίσθηση ούτε για κάποιο άγνωστο φαινόμενο. Είναι μία από τις πιο παράξενες συνέπειες της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Η βαρύτητα επηρεάζει τον χρόνο

Σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, η βαρύτητα δεν επηρεάζει μόνο την κίνηση των σωμάτων. Επηρεάζει και τον ίδιο τον χωροχρόνο.

Όσο ισχυρότερο είναι το βαρυτικό πεδίο, τόσο διαφορετικά μπορεί να κυλά ο χρόνος σε σχέση με μια περιοχή όπου η βαρύτητα είναι ασθενέστερη.

Το φαινόμενο ονομάζεται βαρυτική διαστολή του χρόνου.

Τι συμβαίνει κοντά σε μια μαύρη τρύπα;

Οι μαύρες τρύπες διαθέτουν ένα εξαιρετικά ισχυρό βαρυτικό πεδίο.

Ένας παρατηρητής που βρίσκεται πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα θα μετρούσε τον δικό του χρόνο φυσιολογικά. Για εκείνον, ένα δευτερόλεπτο θα εξακολουθούσε να είναι ένα δευτερόλεπτο.

Ένας μακρινός παρατηρητής, όμως, θα μπορούσε να διαπιστώσει ότι το ρολόι του ανθρώπου που βρίσκεται κοντά στη μαύρη τρύπα φαίνεται να κινείται πιο αργά.

Το σημαντικό είναι ότι αυτό δεν σημαίνει πως ο άνθρωπος κοντά στη μαύρη τρύπα αισθάνεται τον χρόνο να «παγώνει». Η διαφορά εμφανίζεται όταν συγκρίνουμε τα δύο ρολόγια.

Η περίφημη περίπτωση του ορίζοντα γεγονότων

Το πιο ακραίο σημείο είναι ο ορίζοντας γεγονότων, δηλαδή το όριο πέρα από το οποίο τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να επιστρέψει προς τα έξω.

Για έναν μακρινό παρατηρητή, ένα αντικείμενο που πλησιάζει τον ορίζοντα γεγονότων φαίνεται να επιβραδύνεται όλο και περισσότερο και το φως του να μετατοπίζεται προς μεγαλύτερα μήκη κύματος.

Από την πλευρά του ίδιου του αντικειμένου, όμως, η κατάσταση είναι διαφορετική: εφόσον πρόκειται για αρκετά μεγάλη μαύρη τρύπα και αγνοήσουμε άλλους κινδύνους, μπορεί να διασχίσει τον ορίζοντα σε πεπερασμένο δικό του χρόνο.

Δεν συμβαίνει μόνο στις μαύρες τρύπες

Το φαινόμενο δεν είναι αποκλειστικό των μαύρων τρυπών.

Η βαρυτική διαστολή του χρόνου υπάρχει και στη Γη. Ένα ρολόι που βρίσκεται λίγο πιο ψηλά από ένα άλλο βρίσκεται σε ελαφρώς διαφορετικό βαρυτικό δυναμικό και, σύμφωνα με τη σχετικότητα, ο χρόνος για τα δύο ρολόγια δεν περνά ακριβώς με τον ίδιο ρυθμό.

Η διαφορά είναι εξαιρετικά μικρή στην καθημερινότητα, αλλά μπορεί να μετρηθεί με πολύ ακριβή ατομικά ρολόγια.

Το GPS βασίζεται στη σχετικότητα

Μάλιστα, οι επιδράσεις της σχετικότητας δεν είναι απλώς θεωρητικές.

Τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης, όπως το GPS, πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τόσο τη διαστολή του χρόνου λόγω της ταχύτητας των δορυφόρων όσο και τη διαφορά λόγω της βαρύτητας.

Χωρίς τις σχετικές διορθώσεις, τα σφάλματα στη θέση θα συσσωρεύονταν και η ακρίβεια του συστήματος θα επηρεαζόταν σημαντικά.

Ένα διαφορετικό «ρολόι» για κάθε παρατηρητή

Η ιδέα ότι ο χρόνος δεν είναι απόλυτος ήταν μία από τις μεγαλύτερες ανατροπές στη σύγχρονη φυσική.

Δεν υπάρχει ένα μοναδικό κοσμικό ρολόι που χτυπά με τον ίδιο τρόπο παντού. Η κίνηση και η βαρύτητα επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο μετράμε τον χρόνο.

Και όσο πλησιάζουμε σε ένα από τα πιο ακραία αντικείμενα του Σύμπαντος, μια μαύρη τρύπα, αυτή η παράξενη ιδιότητα του χρόνου γίνεται ακόμη πιο εντυπωσιακή.