Доказательство теории относительности: замедление времени
Как ни парадоксально, замедление времени в быстро движущихся системах отсчёта оказалось одним из наиболее легко проверяемых эффектов, предсказываемых теорией относительности.
Например, для его проверки изучают мюоны – лёгкие частички, рождающиеся, в частности, при прохождении через земную атмосферу высокоэнергетических космических лучей.
Мюоны живут в среднем 2 миллионные доли секунды, однако релятивистское замедление времени может существенно продлить срок их жизни с точки зрения неподвижного наблюдателя.
Впервые в этом убедились в 1962 году американские учёные Фриш и Смит, использовав два детектора мюонов. Один из них установили на горе Маунт Вашингтон на высоте примерно в 2000 метров, другой – на уровне моря.
Детектор на вершине горы регистрировал 563 мюона в час, и даже если бы эти мюоны двигались со скоростью света, то на путь к подножью горы у них ушло бы примерно 6 миллионных долей секунды, так что почти ни один из них не смог бы достичь второго детектора.
Однако в реальности детектор на уровне Земли фиксировал 412 мюонов в час, что означало, что среднее время жизни мюона увеличилось примерно в 8,4 раза – именно настолько, насколько это предсказывала теория относительности с учётом измеренной скорости мюонов примерно в 0,995 скорости света.
Впоследствии более точные эксперименты мюонами и другими короткоживущими частицами по крайней мере 18 раз повторяли на ускорителях элементарных частиц в США, СССР и других странах, и все эксперименты показали увеличение продолжительности жизни частиц.
Ну а в октябре 1971 года подтверждение замедления времени получили американцы Хафеле и Киттинг, которые слетали вокруг света в компании с четырьмя комплектами сверхточных атомных часов, показания которых по итогу маршрута сравнили с часами, всё это время остававшимися в лаборатории в Вашингтоне. Оказалось, что за 80 часов и 20 минут перелёта часы отстали на 273 наносекунды.
Помочь проекту материально можно здесь или тут.
