Orologi atomici sulla base ISS per studiare la gravità

Il progetto dell’ESA Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) prevede, entro il 2020, l’invio di orologi atomici più precisi al mondo sulla Stazione Spaziale Internazionale per testare i limiti della teoria della relatività e studiare gli effetti della gravità.

Come si legge nel comunicato dell’ESA (European Space Agency) l’accuratezza senza precedenti di ACES, perde un secondo ogni 300 milioni di anni, aiuterà gli scienziati a studiare il nostro pianeta e la sua gravità.

Il principio di Einstein spiega come la gravità interferisca con il tempo e lo spazio: più veloce si viaggia e più il tempo rallenta, ma è anche dimostrato che maggiore è la gravità più il tempo rallenta. Questo effetto è stato dimostrato confrontando gli orologi a diverse altitudini come sulle montagne, nelle valli e nello spazio. Gli orologi posti ad alta quota mostrano che il tempo passa più velocemente rispetto a un orologio sulla superficie terrestre per effetto della minor gravità.

ACES creerà una “internet of clocks“, collegando i più accurati orologi atomici di tutto il mondo e confrontando la loro misurazione del tempo con quella effettuata sul laboratorio della ISS attraverso un collegamento a microonde e un collegamento ottico che scambia  segnali di temporizzazione a due vie.

Le frequenze dei collegamenti laser e microonde aiuteranno a capire come la luce e le onde radio si propagano attraverso la troposfera e la ionosfera fornendo informazioni sul clima e consentirà agli scienziati di sincronizzare gli orologi in tutto il mondo per esperimenti su larga scala sulla Terra e per altre applicazioni che richiedono tempi molto precisi. Come conferma Luigi Cacciapuoti, scienziato del progetto Esa Atomic Clock Ensemble in Space (ACES):

La prossima generazione di orologi atomici e le tecniche di collegamento che stiamo sviluppando potrebbero essere utilizzate un giorno per osservare le onde gravitazionali come la missione LISA proposta dall’ESA, ma in questo momento ACES ci aiuterà a testare come meglio possiamo la teoria della relatività generale di Einstein, alla ricerca di piccole violazioni che, se trovate, potrebbero aprire una finestra su una nuova teoria della fisica che deve venire.

Il 29 maggio 1919 ci fu la prima conferma della teoria di Einstein a seguito delle osservazioni di Arthur Eddington sul comportamento della luce che si “piega” attorno al Sole durante un’eclissi solare.

Quarant’anni dopo, l’esperimento Pound-Rebka misurò per la prima volta l’effetto indotto dalla gravità in un laboratorio, e

un secolo dopo gli scienziati stanno ancora cercando l’esistenza di limiti della teoria della relatività di Einstein.

• Clocks gravity and the limits of relativity (esa.int)
• Immagine credit ESA