Patikrinus fizikų juokelį teks koreguoti ir vadovėlius: Žemės branduolys ženkliai jaunesnis už plutą

Pasak Einšteino teorijos, pozicija gravitaciniame lauke keičia laiko ėjimo spartą. Ši idėja kruopščiai patikrinta ir veikia GPS palydovus. Bet šiais atvejais laiko skirtumas tebūna sekundės dalys, ne pora metų.

Ulrik Uggerhøj iš Aarhus universiteto Danijoje su kolegomis sumojo, kad efektas Žemėje daug labiau išreikštas, kai tikrino fiziko Richardo Feynmano septintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje teiginį. Savo paskaitose Feynmanas teigė, kad amžiaus skirtumas tarp Žemės centro ir paviršiaus tikriausiai bus diena ar pora – šį skaičių dažnai kartojo ir citavo kiti fizikai, taip pat ir Uggerhøj.

Tačiau kai Uggerhøj neseniai nusprendė įtraukti šį anekdotą į moksleiviams skirtą vadovėlį, jis prisėdo ir patikrino skaičius pats. Skaičiavimuose naudojamas gravitacinio potencialo skirtumas – gravitacijos atliekamo darbo, perkeliant masę iš vienos vietos į kitą, matas – tarp centro ir paviršiaus.

Jauna širdyje

Įstačius šį skirtumą į reliatyvumo formules, laiko sulėtėjimo faktorius yra ~3·10⁻¹⁰, tai reiškia, kad kiekviena sekundė Žemės centre yra tiek ilgesnė, nei paviršiuje. Bet kadangi Žemei jau apie 4 mlrd metų, per šį laiką susikaupė maždaug pusantrų metų skirtumas.

Šiuose skaičiavimuose daroma prielaida, kad Žemės tankis yra vienodas, o žinome, kad taip nėra, kadangi branduolys tankesnis už mantiją. Naudodama realistiškesnį Žemės tankio modelį, Uggerhøj komanda apskaičiavo, kad amžiaus skirtumas iš tiesų yra maždaug 2,5 metų.

Savaime suprantama, negalime patikrinti šių skaičių eksperimentiškai, sako Uggerhøj. Tačiau BRT įveikė kol kas visus jai pateiktus bandymus, tad tikėtina, kad šis skaičius teisingas. O kadangi, kiek žinome, ši teorija veikia visoje visatoje, tas pats efektas pasireiškia bet kuriam masyviam kūnui. Komandos skaičiavimu, Saulės centras ~40 000 metų jaunesnis už jos paviršių.

Uggerhøj sako, kad neaišku, ar Feynmanas šią klaidą iš tiesų padarė, ar jo teiginiai paskaitų užrašuose buvo kažkaip iškraipyti, ir „metai“ virto „dienomis“, bet tvirtina, kad apsimoka viską patikrinti. „Turėtume visados būti budrūs ir tikrinti netgi garsių žmonių teiginius,“ sako jis. „Turiu pripažinti, to neatlikęs, pakliuvau į spąstus.“

Nuoroda: arxiv.org/abs/1604.05507

Jacob Aron
New Scientist