Votre tete est plus vieille que vos pieds. Les horloges atomiques l'ont prouve.
Le NIST a souleve une horloge atomique de 33 centimetres seulement et elle a avance plus vite. Sur 79 ans, l'ecart atteint environ 90 milliardiemes de seconde.
Points clés
- Votre tete est plus vieille que vos pieds.
- Des physiciens de l'Institut national americain des normes et de la technologie, le NIST, l'ont prouve en 2010 avec deux horloges atomiques experimentales.
- L'equipe a relie les deux horloges par une fibre optique de 75 metres, puis a souleve l'une d'elles de 33 centimetres seulement, environ un pied.
Votre tete est plus vieille que vos pieds. Ce n'est pas une devinette. C'est un fait mesure, et l'ecart grandit un peu chaque jour passe debout.
Des physiciens de l'Institut national americain des normes et de la technologie, le NIST, l'ont prouve en 2010 avec deux horloges atomiques experimentales. Chaque horloge suivait un seul ion d'aluminium oscillant entre deux niveaux d'energie un million de milliards de fois par seconde. L'une d'elles se trompe de moins d'une seconde en environ 3,7 milliards d'annees.
Un pied de hauteur a suffi
L'equipe a relie les deux horloges par une fibre optique de 75 metres, puis a souleve l'une d'elles de 33 centimetres seulement, environ un pied. L'horloge la plus haute a avance plus vite. Un peu plus loin du centre de la Terre, elle subissait une gravite legerement plus faible et le temps passait un peu plus vite pour elle, exactement comme le prevoit la theorie de la relativite generale d'Albert Einstein.
L'effet est trop petit pour etre ressenti. Le NIST a calcule que la difference atteint environ 90 milliardiemes de seconde sur une vie de 79 ans. Le resultat a ete publie dans la revue Science le 24 septembre 2010. C'etait la premiere fois que cette partie de la relativite etait mesuree a l'echelle d'un escalier plutot que d'une fusee.
Les horloges en mouvement ralentissent aussi
Les memes horloges ont capte l'autre moitie de la prediction d'Einstein. Quand les chercheurs ont fait bouger l'ion d'une horloge a quelques metres par seconde, une vitesse proche d'une voiture a environ 20 miles par heure, cette horloge a avance plus lentement que sa partenaire immobile. Le mouvement ralentit le temps. La hauteur l'accelere.
En 2022, des physiciens de JILA, un institut commun du NIST et de l'universite du Colorado a Boulder, ont compare des horloges separees d'un seul millimetre dans un nuage d'environ 100 000 atomes de strontium ultrafroids. Le haut du nuage avancait a un rythme different du bas. Leurs resultats, publies dans Nature en fevrier 2022, ouvrent la voie a des horloges 50 fois plus precises que les meilleures actuelles.
Pourquoi un effet si petit compte
Les satellites GPS sont tres haut au dessus de la Terre, la ou le temps passe plus vite, et ils se deplacent aussi vite, ce qui le ralentit. Les ingenieurs doivent corriger les deux effets, sinon les positions donnees par le systeme derivent fortement. Des horloges capables de sentir un millimetre de hauteur pourraient un jour mesurer la gravite directement et cartographier la forme de la Terre.
La physique est donc reglee. La personne en haut d'un escalier vieillit, avec une marge presque impossible a mesurer, un peu plus vite que celle du bas. Einstein disait que le temps etait personnel. Le NIST a montre qu'il l'est dans un seul corps.