Europska svemirska agencija (ESA) lansira ACES: Revolucija u mjerenju vremena u svemiru
Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je projekt ACES, poznat kao Atomskiri satovi u svemiru, koji će biti smješten na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS). Ovaj projekt ima za cilj mjeriti vrijeme s preciznošću koja nikada ranije nije postignuta u svemiru.
Što je ACES i koje su njegove glavne funkcije?
Cilj ACES-a je koristiti ovu naprednu tehnologiju za testiranje postojećih teorija, ali i istraživanje onoga što se može nalaziti iza njih. Posebna pažnja posvećena je testiranju Einsteinove teorije specijalne i opće relativnosti, uključujući poznati efekt dilatacije vremena. Osnovna ideja je sljedeća:
- Kada objekt putuje brže, njegov unutarnji sat sporije otkucava – to dolazi iz teorije specijalne relativnosti.
- Kada se nalazite u snažnom gravitacijskom polju, vaš sat također otkucava sporije.
Što to znači za ISS? Sat na postaji će mjeriti drugačije vrijeme jer se kreće velikom brzinom i nalazi se dalje od središta Zemlje. Oba ova učinka su vrlo mala i gotovo se međusobno poništavaju. Gravitacijska sila Zemlje je slaba, a ISS se kreće brzinom od 8 kilometara u sekundi, što uzrokuje dilataciju vremena u maloj frakciji sekunde u odnosu na Zemlju.
Dulji eksperiment i mjerena odstupanja
Premda ljudsko oko ne može primijetiti te razlike, atomskim satovima to je značajno. Tijekom 30 mjeseci trajanja eksperimenta, ACES će kontinuirano prikupljati mjerenja kroz najmanje 10 sesija, svaka od 25 dana. Signali ACES-a bit će poslani na Zemlju putem dviju različitih metoda, gdje će se usporediti s vremenom na tlu.
„Oduševljeni smo prilikama koje će mreža satova koju je uspostavio ACES donijeti za istraživanje fundamentalne fizike, primjenu geodezije i globalno mjerenje vremena“, izjavio je Luigi Cacciapuoti, znanstvenik projekta ACES iz ESA-e. „ACES odgovara na hitnu potrebu u znanstvenoj zajednici i sigurno će igrati ključnu ulogu u redefiniranju standardnih jedinica vremena – tzv. SI sekunde –, u smislu standarda optičke frekvencije.“
Tehnološke inovacije ACES-a
Najbolji satovi koji su ikada razvijeni zovu se optički satovi i imaju preciznost reda veličine nekoliko dijelova na milijardu milijardi (1018), a ta se preciznost stalno poboljšava. Mreža ACES, iako deset puta manje precizna, ostvarit će dosad neviđenu preciznost u satelitskim sustavima. Ova preciznost omogućit će testiranje dilatacije vremena s najvišom preciznošću te istraživanje mogućih varijacija fundamentalnih konstanti.
Osim toga, ACES bi se mogao koristiti za istraživanje nekih od mogućih raspona mase tamne tvari, hypotetske tvari koja prožima svemir, kao i za proučavanje unutarnjih svojstava naše planete.
Kratak pregled tehnologija i izazova
ACES se sastoji od dvije vrhunske tehnologije. Prva je PHARAO (Projekt atomskog sata s hlađenjem atoma u orbiti), cezij atomskog sata koji je sličan standardnim atomskim satovima na Zemlji, ali je zbog mikrogravitacije znatno manji. Drugi je SHM (Svemski vodikov maser), koji koristi mikrovalove i prijelaz u vodiku za mjerenje vremena. Maser je mikrovalni ekvivalent lasera.
„ACES je visoko osjetljivi uređaj sastavljen od složenih i međusobno povezanih podsustava koji moraju raditi u harmoniji. Tim se suočio s mnogim izazovima i morao pronaći domišljata rješenja“, rekao je Thomas Peignier, glavni inženjer ACES. „Na primjer, kako bismo spriječili oštećenje satova zbog izloženosti magnetskim poljima, proveli smo magnetska istraživanja prije nego što smo premjestili ACES bilo gdje, koristili smo posebnu opremu za zaštitu ACES-a tijekom ispitivanja, a svi alati, elektronički uređaji i metalni dijelovi, do svakog vijka, mjere se i demagnetiziraju prema potrebi prije nego što dođu blizu ACES-a.“
„To je visoko precizan rad za visoko precizno postrojenje.“ Kada su zajedno, ovi satovi gube samo jednu sekundu svake 300 milijuna godina. Sustav će biti priključen robotskoj ruci ISS-a na vanjsku stranu modula Columbus.
Zaključak
Projekt ACES predstavlja značajan korak naprijed u znanju o mjerenju vremena i relativnosti. S obzirom na njegove ciljeve i inovacije, ovaj projekt ne samo da će unaprijediti znanstveni rad već će također otvoriti nova vrata istraživanju osnovnih pitanja svemira. Nastavite pratiti najnovije vijesti o ovom fascinantnom putovanju u znanosti!
