Эффект замедления времени Шапиро подтверждает теорию относительности Эйнштейна
Существует несколько причин, почему люди могут реагировать на теорию относительности с недоумением. Достаточно сложно представить саму идею, описанную Эйнштейном — например, то, что присутствие массы-энергии деформирует пространство-время, особенно если учесть, что доказать сам факт подобной деформации практически невозможно.
Теория Эйнштейна гласит, что объект большего размера создаст большую деформацию. Это, в свою очередь, означает, что свет может замедляться в зависимости от тех объектов, что находятся у него на пути. В 1964-м году астрофизику Ирвину Шапиро удалось проверить эту теорию в масштабах космоса.
Изначально эксперимент Шапиро подразумевал наблюдение за далёкими звёздами и за тем, как изменяются другие объекты при взаимодействии с ними.
Например, будет ли казаться, что звезда, проходящая через точку дальнего пересечения с Солнцем, начнёт хаотично перемещаться в пространстве по мере того, как Солнце проходит перед ним. Поскольку свет звезды движется по направлению к Солнцу, возникнет зрительный эффект того, что наша звезда будет двигаться по так называемой полуорбите — как кораблик в водовороте — и в итоге продолжит движение по новой траектории. Эта траектория пересечётся с Землёй, и покажется, что звезда находится в совершенно другом месте, не там, где мы наблюдали её впервые.
Но подобные расчёты включают в себя множество переменных, так что наблюдать такой эффект на далёких звёздах оказалось затруднительно — в конце концов, возможности телескопа не безграничны. И Шапиро придумал новый способ проверить эту идею. Он направил радиолокационные сигналы в сторону Венеры и Меркурия и проследил, сколько времени требуется сигналам, чтобы вернуться на Землю. Шапиро делал это несколько суток подряд: поскольку планеты не висят в космическом пространстве неподвижно, позиции для эксперимента получались разные: на сигналы влияла гравитация и обеих планет, и Солнца. Чем больше была дуга, по которой приходилось идти сигналу, чтобы достигнуть всех объектов, тем больше времени занимало его возвращение. Необходимо было просто подсчитать время задержки — и тем самым подтвердить теорию относительности.
Задержка составляла всего 200 микросекунд, но и этого было достаточно. Это означало, что масса Солнца действительно задерживает свет, возвращающийся на Землю.
Эксперимент Шапиро, также известный как гравитационная задержка сигнала, был позднее проверен ещё десятки раз. Поскольку со временем технологии становятся всё лучше, учёные теперь получают всё более точные результаты. Это — один из классических примеров, доказывающих общую теорию относительности Эйнштейна.
