اتساع زمان گرانشی پدیدۀ وجود تفاوت واقعی بین مقدار مشاهده‌شده برای زمان سپری شده میان دو رویداد٬ از دید ناظرهای قرار گرفته در مکان‌هایی با پتانسیل گرانشی متفاوت است. هرچه پتانسیل گرانشی مکان ناظر کمتر باشد (یعنی از جرم منشأ میدان دورتر باشد) زمان برای او سریع‌تر می‌گذرد.

این اثر اولین بار توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۷ پیش‌بینی شد.وی این اثر را با استفاده از نتایج نسبیت خاص در چارچوب‌های مرجع شتاب‌دار مطرح کرد.( از نسبیت خاص تا نسبیت عام را ببینید ) پس از آن ٬ طی آزمایش‌هایی ٬ که اولین آن‌ها آزمایش پوند-ربکا بود (آزمون‌های نسبیت عام را ببینید) بررسی و تأیید گردید.

محتویات

تعریف

شرایط شتاب گرانش g (چپ) و شرایط شتاب چارچوب مرجع (راست ) ٬ که با یک‌دیگر هم‌ارز هستند.

بنا به نظریۀ نسبیت عام ٬ جرم گرانشی با جرم لختی برابر است و می‌توان یک میدان گرانشی تخت را با یک چارچوب مرجع شتاب‌دار هم‌ارز دانست (اصل هم‌ارزی ) .در یک اتاق شتاب‌دار و یا قرار گرفته در میدانی گرانشی ٬ آهنگ گذشت زمان برای ناظرهای در ارتفاع‌های مختلف (اختلاف در راستای جهت شتاب اهمیت دارد) متفاوت است.

که شتاب گرانش و سرعت نور است.مقدار را نشان می‌دهیم. در شرایط برقراری تقریبِ میدان ضعیف٬ می‌توان تابع نمایی بالا را به صورت بسط داد.

که سرعت زاویه‌ای چرخش دیسک است.

اطراف کرۀ غیرچرخان

یک مورد پرکاربرد برای تعیین اتساع زمان گرانشی٬ از متریک شوارتزشیلد که توصیف‌کننده فضازمان در مجاورت جرم کروی و غیرچرخان است به دست می‌آید.در این شرایط داریم:

تأیید تجربی

این پدیده با استفاده از ساعت‌های اتمی قرار گرفته در هواپیما آزموده شده‌است. ساعت‌های درون هواپیما٬ کمی تندتر از ساعت‌های روی زمین کار می‌کنند. اثر این پدیده بر روی سامانه موقعیت‌یاب جهانی به اندازه‌ای است که باید ضرایب تصحیح کننده ٬ وارد شوند.

در آزمایشگاه ٬ اثر این اختلاف زمان را برای اختلاف ارتفاع ۱ متر نیز اندازه گرفته‌اند.

این اثر ٬همچنین در آزمایش پوند-ربکا ٬ در مشاهدات به دست‌آمده از کوتوله سفید شباهنگ و نیز آزمایش‌های انجام شده با سیگنال‌های دریافتی و ارسالی به مریخ‌پیمای وایکینگ ۱ مورد بررسی قرار گرفته و تأیید شده‌است.

نوشتارهای مرتبط

الگو:مبحث‌های زمان