Гравитация влияет на течение времени.

В 1900г. Планк установил связь между энергией фотона (“элементарной частицей света”) Е и его частотой :

E=h,  где h - постоянная Планка.

Вспомним, что согласно соотношению Эйнштейна, E=mc².

Поэтому получаем:

m=E/c²=h/c².

Пусть луч света удаляется от Земли. Фотоны по мере удаления от Земли теряют свою кинетическую энергию, т.к. гравитационное поле Земли “тормозит” фотоны. Но скорость движения с фотонов измениться не может и согласно формуле Планка (E=h), уменьшение энергии уменьшает и частоту луча света. А уменьшение  автоматически означает увеличение периода Т (=1/T), что эквивалентно замедлению времени.

Таким образом ясно, что свет от источника, расположенного на равнине, придет к космонавту с меньшей частотой, чем свет от такого же источника, находящегося на горе. Космонавт сделает вывод, что в долине время течет медленнее, чем на вершине горы.

Вывод: Сильные гравитационные поля существенно замедляют время.

Чтобы легче запомнить полученный вывод, воспользуемся следующей аналогией (это не доказательство!!!). Массивное тело “искривляет” путь – он удлиняется, т.е. требуется больше времени, время замедляется (см. рисунок).

В 2010 г. физикам удалось зафиксировать замедление времени не покидая лабораторию: им пришлось поднять часы всего-навсего на 50 см. Конечно, ученым пришлось использовать новые, очень точные атомные часы (на основе ионов алюминия, которые работают в 40 раз точнее эталонных «цезиевых» часов). Величина рассогласования в ходе часов соответствовала предсказанию ОТО Эйнштейна —часы, расположенные на высоте в 1 км над Землей, отставали бы за год на 3 микросекунды.

Во Вселенной существуют огромные космические объекты, где указанные эффекты заметны.

Пульсары - ( = 10 млн тонн/см³) Для этих объектов задержка времени - 10%, а вторая космическая скорость - ~100 000 км/сек. (На Земле вторая космическая скорость - 11 км/сек.)

“Черные дыры” – объекты, для которых вторая космическая скорость = 300 000 км/сек, т.е. световой луч не может покинуть “черную дыру”. Задержка времени на черных дырах - 100%, это означает, что течение времени остановилось.

(Возникает вопрос, а как могли образоваться черные дыры? В момент коллапса исходного материала для образования дыр время “остановилось” и мгновение превратилось в бесконечность).