Współczesna fizyka dowodzi, że upływ czasu nie jest uniwersalny ani stały dla wszystkich obserwatorów. Albert Einstein postawił tezy, które całkowicie zmieniły nasze postrzeganie rzeczywistości, wskazując, że zegar poruszający się z dużą prędkością chodzi wolniej niż ten spoczywący w spoczynku.
Wpływ prędkości na upływ czasu
Gdybyśmy obserwowali zegar osoby poruszającej się z bardzo dużą prędkością względem nas, zauważylibyśmy, że jej zegar chodzi wolniej niż nasz własny. To zjawisko, zwane dilatacją czasu, jest jednym z fundamentalnych filarów teorii względności i zostało potwierdzone przez liczne eksperymenty naukowe.
Rola pola grawitacyjnego
Oprócz prędkości, na tempo upływu czasu wpływa również siła grawitacji. Osoba znajdująca się w silniejszym polu grawitacyjnym niż my również dostrzegłaby, że jej zegar chodzi wolniej niż nasz. Opuścilibyśmy nasz zegar, a taka osoba doświadczyłaby wolniejszych zdarzeń w porównaniu do nas.
Różnice między górami a nizinami
Jeśli czas płynie inaczej w silniejszym polu grawitacyjnym, oznacza to, że na przykład płynie inaczej w górach niż na nizinach. Góry znajdują się dalej od środka masy planety, dlatego w słabszym polu grawitacyjnym czas płynie tam szybciej niż na równinie.
Eksperyment z precyzyjną wagą
Ciekawy eksperymentator może kupić online precyzyjną wagę laboratoryjną o dokładności jednego miligrama i przekonać się sam, że ciężar umieszczony przy morzu nagle okaże się lżejszy, jeśli obserwujemy go w górach. Masa ciężaru nie zmieni się, ale zmieni się, gdy będzie przyciągany do środka planety.
Weryfikacja zegarem atomowym
Ciekawy obserwator mógłby następnie kupić zegar atomowy, aby zobaczyć to samo zjawisko. Czas płynie tam szybciej niż na nizinach, co potwierdza, że grawitacja Ziemi zmienia się nie tylko dla dużych różnic odległości, ale także dla znacznie mniejszych różnic.
Różnice wewnątrz naszego ciała
Na przykład nasze nogi znajdują się w nieco silniejszym polu grawitacyjnym niż nasza głowa, ponieważ nasze nogi są po prostu bliżej środka masy planety. Jeśli oczywiście jesteśmy w pozycji prostej, a więc nasze nogi doświadczają nieco innego upływu czasu niż nasza głowa, a nasza głowa jest zatem nieco starsza.
Małe, ale wykrywalne różnice
Oczywiście, różnica jest bardzo, bardzo mała, ale takie specjalistyczne, bardzo drogie urządzenia laboratoryjne są w stanie wykryć takie różnice nawet dla tak małych różnic w odległości. To dowodzi precyzji współczesnych instrumentów naukowych.
Historia synchronizacji czasu
W czasach przed rozwojem telegrafu i kolei, potrzeba synchronizacji czasu między oddalonymi miastami była raczej mała. W różnych miastach godzina 12 mogła być zsynchronizowana po prostu z budową słońca definiującego połowę dnia, i to było całkowicie wystarczające dla mieszkańców tego miasta.
Problemy podróży szybkimi środkami
Jednak gdy ludzie zaczęli podróżować z dużymi prędkościami między poszczególnymi miejscami, pojawił się poważny problem. Jeśli wszystkie poszczególne miasta ustawiły swoje indywidualne zegary zgodnie z pozycją słońca widzanym nad nimi, to problem polegał na tym, że różne miasta na drodze na wschód lub zachód miały zupełnie różne czasy.
Ustanowienie czasu uniwersalnego
Takim rozwiązaniem byłoby na przykład ustanowienie jednego czasu dla całej planety. Dzięki temu rozwiązaniu nigdy nie byłoby konieczności dostosowywania zegarów podczas podróży, co eliminuje chaos organizacyjny związany z różnymi strefami czasowymi.
Konflikt między czasem a słońcem
Problemem tego rozwiązania jest to, że dla większości świata relacja między czasem zegarowym a odpowiadającym mu czasem dnia byłaby doceniana. Na przykład 6:00 rano oznaczałoby wschód słońca w jednym miejscu, co jest tym, jak ludzie tego chcą, ale w innym miejscu oznaczałoby czas obiadu, a w jeszcze innym miejscu 6:00 rano oznaczałoby późny wieczór.
Podsumowanie relatywizmu
Te dwie rzeczy wynikają z tego, że pamiętamy czysto ludzką potrzebę łączenia czasu zegarowego z czasem dnia i pozycją słońca. Chcemy, aby 13:00 oznaczało dzień, noc lub wieczór, co jest w sprzeczności z fizyką relatywistyczną, ale konieczne dla funkcjonowania społeczeństwa.