🌈 Pound ve Rebka Deneyi. Kütleçekim zamanı yavaşlatır mı?

Einstein, genel görelilik kuramının üç ana etkisini öngördü. İkisi az çok açıktı: Güneş'in ışığı saptırması 1919'da ölçülmüştü ve Merkür'ün tuhaf hareketi gökbilimcileri yarım yüzyıl uğraştırmıştı. Ancak üçüncü öngörü - kütleçekimsel kırmızıya kayma (yani kütleçekim alanında zamanın yavaşlaması) - bir türlü yakalanamıyordu.

Etki çok küçük: Dünya için sadece 10^-15, yani milyarda birin milyonda biri. Laboratuvarda bunu ölçmenin imkansız olduğu düşünülüyordu.

Ancak 1959'da Harvard'dan Robert Pound ve yüksek lisans öğrencisi Glen Rebka risk almaya karar verdiler.

22,5 metre yüksekliğinde bir kule, bir gama ışını kaynağı (demir-57 çekirdekleri) ve yeni keşfedilen Mössbauer etkisini (fotonların geri tepmesiz yayılmasını sağlayan) kullandılar.

Fikir basit: Fotonu yukarıdan aşağıya gönder ve frekansının kütleçekim nedeniyle değişip değişmediğine bak.

Eğer aşağıda zaman daha yavaş akıyorsa, frekans biraz kaymalı. Sorun: Beklenen kayma 2,46·10^-15, ancak cihazların hassasiyeti bundan binlerce kat daha kötüydü.

Fizikçiler bir numara yaptılar: Kaynağı bilinen bir hızda titreştirerek yapay bir Doppler kayması oluşturdular ve kütleçekimin buna nasıl eklendiğini gözlemlediler.

Termal etkiler hesaba katıldıktan sonra sonuç, teoriyle %10 hassasiyetle uyumlu çıktı.

Birkaç yıl sonra Pound ve Snyder, hassasiyeti %1'e çıkardı.
Telefonumuzdaki navigasyonu her açtığımızda, kütleçekimsel zaman yavaşlaması düzeltmelerini kullanırız.

GPS uyduları 20.000 km yükseklikte uçar ve burada zaman günde yaklaşık 45 mikrosaniye daha hızlı akar.

💥 Mühendisler bunu hesaba katmasaydı, konum belirleme hatası günde 10 km artardı!

Pound ve Rebka deneyi, modern navigasyonun temelidir)

👌 Sinyal, kendisinden binlerce kat daha güçlü gürültüden burada çıkarıldı.