Trọng lực có khiến con người lão hóa chậm hơn?

[june04]

Các nhà nghiên cứu cho biết trọng lực có thể khiến con người lão hóa chậm hơn tùy theo độ cao so với mực nước biển nhưng chênh lệch chỉ ở mức vài mili giây.


Lực hấp dẫn có thể tác động tới thời gian trong trường không gian - thời gian. Ảnh: Space

Vật thể càng ở gần Trái Đất, tác động của lực hấp dẫn càng mạnh. Do thuyết tương đối tổng quát mô tả lực hấp dẫn làm méo trường không - thời gian, thời gian di chuyển chậm hơn ở độ cao lớn và khoảng cách xa Trái Đất hơn, nơi lực hấp dẫn kém hơn. Vì vậy, nếu thời gian liên quan tới lực hấp dẫn, người ở trên đỉnh núi có lão hóa nhanh hơn người sống ở mực nước biển? Liệu trọng lực gia tăng có khiến con người lão hóa chậm hơn?

Trên thực tế, đối với tất cả vật thể ở xa trường hấp dẫn, thời gian thực sự di chuyển chậm hơn, theo James Chin-wen Chou, nhà vật lý ở Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) tại Boulder, Colorado. Điều đó có nghĩa người sống ở độ cao lớn lão hóa nhanh hơn một chút so với người sống ở mực nước biển.

Khác biệt cực kỳ nhỏ nhưng có thể đo được. Nếu bạn ở đỉnh núi Everest tại độ cao 8.848 m so với mực nước biển trong 20 năm, bạn sẽ già hơn 0,91 mili giây so với trải qua 30 năm ở mực nước biển, theo NIST. Tương tự, nếu cặp sinh đôi sống ở mực nước biển xa cách trong 30 năm, một người chuyển tới Boulder, Colorado (cao 1.600 m) trong khi người còn lại ở tại chỗ, người sống ở vùng cao sẽ già hơn 0,17 giây so với anh chị em song sinh của mình.

Trong một thí nghiệm, nhóm nghiên cứu NIST sử dụng một trong những đồng hồ nguyên tử chính xác nhất trên thế giới nhằm chứng minh thời gian trôi qua nhanh hơn ngay cả ở độ cao 0,2 mm phía trên bề mặt Trái Đất. Tobias Bothwell, nhà vật lý ở NIST, mô tả thí nghiệm trong một bài cáo công bố đầu năm 2022 trên tạp chí Nature. Ông và cộng sự đã thấy sự thay đổi của thời gian ở khoảng cách chỉ bằng chiều rộng sợi tóc người.

Chìa khóa để hiểu rõ tại sao vật thể khối lượng lớn làm méo dòng thời gian là nhận biết trường không gian - thời gian giống như tấm thảm 4 chiều dệt từ không gian ba chiều (trên/dưới, trái/phải, trước/sau) và thời gian một chiều (quá khứ/tương lai). Trong mô hình tương đối, bất kỳ vật thể có khối lượng đều làm méo tấm thảm, bẻ cong không gian và thời gian. Theo Andrew Norton, giáo sư vật lý thiên văn ở Đại học Open, Anh, hiệu ứng thực sự tồn tại và có thể đo được nhưng dễ bị bỏ qua trong tình huống hàng ngày.

Tuy nhiên, hiện tượng mang tên giãn nở thời gian do trọng lực này có thể ảnh hưởng tới vệ tinh. Theo Norton, vệ tinh GPS quay quanh Trái Đất ở độ cao 20.186 km cần điều chỉnh bởi đồng hồ của chúng chạy nhanh hơn 45,7 mili giây so với đồng hồ trên mặt đất sau mỗi 24 giờ. "Do vệ tinh GPS di chuyển ở tốc độ cao và độ cao lớn từ Trái Đất, ảnh hưởng tương đối từ tốc độ và trọng lực cần được tính toán cẩn thận để có thể suy ra vị trí của chúng ta trên địa cầu với độ chính xác cao", Norton nói.