Часы — это не просто механизм со стрелками. В основе каждого атомного ядра лежит природный метроном: оно колеблется с почти идеальной равномерностью. Если поднять один такой ядерный метроном на пару метров, его ритм чуть ускорится из-за искривления времени — эффекта, предсказанного Эйнштейном в общей теории относительности. До сих пор подобные гравитационные сдвиги измеряли, наблюдая за электронными оболочками атомов, тогда как ядерные метрономы — колебательные процессы в самих ядрах — оставались нетронутыми с 1960-х годов.
Новый метод основан на спектроскопии — технике, позволяющей анализировать взаимодействие вещества с излучением. Учёные подсвечивают ядра железа-57 сверхъярким рентгеновским светом, генерируемым в ускорителе, и следят за расхождением их ритма. Сдвиг ритма накапливается в медленное смещение: сначала щелчки двух метрономов совпадают, а затем один начинает опережать другой. За несколько часов это позволяет заметить гравитационное искажение времени на высоте трёх-четырёх метров, а за дни — достичь точности, необходимой для проверки современных теорий гравитации. Так ядра атомов превращаются в миниатюрные лаборатории для изучения того, как материя ощущает искривлённое пространство-время.
Ядра железа-57 могут работать при обычной температуре, не нуждаясь в громоздких криостатах — это единственный изотоп, позволяющий проводить такие сверхточные измерения «на столе».
В «Интерстеллар» герои сталкиваются с чудовищной разницей хода времени у чёрной дыры; новый метод ловит тот же эффект, только в миллиарды раз слабее, на лабораторном столе.