Сучасні технології досягли такої точності, що дозволяють виміряти, наскільки швидше старіє одна людина, піднявшись на пару сходинок вище іншого.
Група фізиків з Національного інституту стандартів і технологій (NIST, США) за допомогою надточного атомного годинника експериментально підтвердила два улюблених фантастами постулати теорії відносності: чим далі об'єкт від землі, тим час для нього тече швидше; чим швидше об'єкт рухається, тим «його годинник» йде повільніше.
У земних умовах цю різницю вже кілька десятиліть намагаються виміряти, піднімаючи вимірювальні прилади на величезну висоту або розганяючи до величезних швидкостей, але унікально точні атомні годинники вперше дозволили спостерігати і заміряти її в буденних умовах: для висоти всього 33 см або при швидкості руху 35 км на годину.
Робота атомного годинника заснована на здатності атомів і іонів (заряджених атомів) під впливом електромагнітного імпульсу певної частоти перескакувати з одного енергетичного рівня на інший. Атоми можна змусити «стрибати» між двома рівнями, випускаючи кванти енергії з частотою близько мільйона мільярдів разів на секунду, відміряючи цими «тиками» мізерно малі частки часу. Як стандарт використовується випромінювання атома цезію. Якщо ж, як це зроблено в NIST, як джерело випромінювання використовувати оптичний лазер і впливати його випромінюванням на іон алюмінію, то точність годин підвищиться в десятки разів.
Алюмінієві атомні годинники знаходилися в різних лабораторіях, з'єднані 75-метровим оптоволоконним кабелем. Один годинник був нерухомий відносно земної поверхні, другий - поступово піднятий на 33 см вище перших. Як і передбачав Ейнштейн, у міру руху вгору другий годинник «тікали» швидше. Інакше кажучи, той, хто живе на третьому поверсі, дійсно старіє швидше, ніж той, хто живе на першому, але, на щастя, настільки незначно, що тільки атомний годинник здатний це вловити. (За 79 років верхні години, залишаючись у цьому становищі, постаріли б на 90 мільярдних часток секунди швидше нижніх).
Фізикам з NIST також вдалося виміряти ефект ейнштейновського «парадоксу близнюків», згідно з яким один з близнюків, який подорожує на швидкій ракеті, повернеться додому молодше, ніж його брат, що залишився на Землі. Ракети не знадобилося: ті ж ефекти можна спостерігати, якщо брат-мандрівник просто поїде на машині зі швидкістю близько 35 км на годину. Атомний алюмінієвий годинник, що переміщається в просторі зі швидкістю 7 м в секунду, тікали на нікчемні частки секунди повільніше, ніж нерухомі, в повній відповідності з теорією.
«Ми плануємо підвищити точність алюмінієвих годин на порядок, що дозволить вловити гравітаційний зсув часу для висоти в один сантиметр», повідомив керівник досліджень Джеймс Чин-Вен Чу (James Chin-Wen Chou).