p A Estação Espacial Internacional hospedará os relógios mais precisos a deixar a Terra. Com a precisão de um segundo em 300 milhões de anos, os relógios irão forçar a medição do tempo para testar os limites da teoria da relatividade e nossa compreensão da gravidade. p A teoria geral da relatividade de Albert Einstein previu que a gravidade e a velocidade influenciam o tempo, quanto mais rápido você viaja, mais o tempo desacelera, mas também quanto mais gravidade puxando você, mais o tempo desacelera.

p Em 29 de maio de 1919, a teoria de Einstein foi posta à prova pela primeira vez quando Arthur Eddington observou a luz "curvando-se" ao redor do Sol durante um eclipse solar. Quarenta anos depois, o experimento Pound-Rebka mediu primeiro o efeito do desvio para o vermelho induzido pela gravidade em um laboratório - mas um século depois os cientistas ainda estão procurando os limites da teoria.

p "A teoria da relatividade descreve nosso Universo em grande escala, mas na fronteira com a escala infinitesimalmente pequena, a teoria não se ajusta e permanece inconsistente com a mecânica quântica, "explica Luigi Cacciapuoti, Cientista do projeto Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) da ESA. "As tentativas de hoje de unificar a relatividade geral e a mecânica quântica prevêem violações do princípio de equivalência de Einstein."

p O princípio de Einstein detalha como a gravidade interfere no tempo e no espaço. Uma de suas manifestações mais interessantes é a dilatação do tempo devido à gravidade. Este efeito foi comprovado comparando relógios em diferentes altitudes, como montanhas, nos vales e no espaço. Os relógios em altitudes mais altas mostram que o tempo passa mais rápido em relação a um relógio na superfície da Terra, pois há menos gravidade da Terra quanto mais longe você está do nosso planeta.

p Voando a 400 km de altitude na Estação Espacial, o Atomic Clock Ensemble in Space fará medições mais precisas do que nunca.

p Internet de relógios

p ACES criará uma "internet de relógios", conectando os relógios atômicos mais precisos do mundo todo e comparando sua medição do tempo com os do laboratório sem peso da humanidade enquanto ele voa sobre suas cabeças.

p Comparar o tempo com uma estabilidade de centenas de femtossegundos - um milionésimo de bilionésimo de segundo - requer técnicas que ultrapassam os limites da tecnologia atual. O ACES tem duas maneiras para os relógios transmitirem seus dados, um link de microondas e um link óptico. Ambas as conexões trocam sinais de tempo bidirecionais entre as estações terrestres e o terminal espacial, quando o sinal de tempo sobe para a Estação Espacial e quando retorna para a Terra.

p A precisão sem precedentes que esta configuração oferece traz alguns bons bônus para o experimento ACES. Os relógios no solo serão comparados entre si, fornecendo medições locais das diferenças geopotenciais, ajudando cientistas a estudar nosso planeta e sua gravidade.

p As frequências dos links de laser e microondas ajudarão a entender como a luz e as ondas de rádio se propagam pela troposfera e ionosfera, fornecendo informações sobre o clima. Finalmente, a internet dos relógios permitirá que os cientistas distribuam o tempo e sincronizem seus relógios em todo o mundo para experimentos em larga escala baseados na Terra e para outras aplicações que requerem um tempo preciso.

p "A próxima geração de relógios atômicos e as técnicas de ligação que estamos desenvolvendo poderão um dia ser usadas para observar as próprias ondas gravitacionais como a missão LISA proposta pela ESA, "acrescenta Luigi, "mas agora o ACES nos ajudará a testar da melhor maneira possível a teoria da relatividade geral de Einstein, procurando por pequenas violações que, se encontrado, pode abrir uma janela para uma nova teoria da física que deve surgir. "

p Os relógios foram testados e integrados na carga útil do ACES e o link de microondas para o ACES está sendo testado antes da integração final com o experimento completo. O ACES estará pronto para o lançamento na Estação Espacial em 2020.