Andreas Mogensen rejser i tiden og ældes langsommere i rummet

Bemærk, artiklen er udgivet 21. august 2023, før Andreas Mogensen tog på sin rejse til rumstationen.

Ombord på Den Internationale Rumstation, ISS, går tiden en smule langsommere end på Jorden.

Ikke fordi det er kedeligt, og tiden føles langsom. Nej, tiden går simpelthen langsommere end hernede på vores hjemplanet. Det betyder, at den danske astronaut Andreas Mogensen vil ældes lidt langsommere end os andre, mens han bor på rumstationen.

Under sin rumfærd rejser han simpelthen igennem tid og rum.

»Det er meget abstrakt og svært for de fleste mennesker at forholde sig til. Jeg har også selv svært ved selv at forholde mig til det,« siger Andreas Mogensen, som skal på et halvt års ophold på ISS.

Det abstrakte fænomen – at tiden ikke altid går med samme hastighed – bliver beskrevet i Einsteins mere end 100 år gamle relativitetsteorier, som er blevet efterprøvet i adskillige eksperimenter.

»Rent praktisk har det ingen betydning for os mennesker på rumstationen. Men for satellit-navigation har det en enorm betydning. GPS-systemet, som vi alle sammen bruger, ville slet ikke fungere, hvis ikke man medregnede relativitetsteorien,« siger Andreas Mogensen til Videnskab.dk.

4,5 milisekunders foryngelse

Fysikprofessor Ulrik Uggerhøj fra Aarhus Universitet har udregnet for Videnskab.dk, at Andreas Mogensen vil være ældet 4,5 millisekunder (0,0045 sekunder) mindre end os andre, når hans rumrejse slutter efter et halvt år.

Han er altså 4,5 millisekunder yngre, end hvis han var blevet på Jorden.

Det er naturligvis ikke noget, som for alvor batter for astronautens levetid. Men som et tankeeksperiment kan man forestille sig, at han i stedet rejste ud i nærheden af et sort hul – et ekstremt objekt i rummet, som har en vanvittig tyngdekraft.

Tyngdekraften er et af de elementer, som ifølge Einsteins teorier påvirker tiden.

Omkring et stort sort hul, kan tiden derfor gå væsentligt langsommere end på Jorden, og rent teoretisk kunne Andreas Mogensen komme tilbage til Jorden efter en rejse til et sort hul og være yngre end sine børn eller oldebørn (i praksis er det overhovedet ikke muligt – i hvert fald ikke med vores nuværende teknologi til rumfærd).

Film leger med tidens relativitet

Et lignende tankeeksperiment leger man også med i science fiction-filmen 'Interstellar'. Her oplever hovedpersonen, at en time på en planet i kredsløb om et sort hul svarer til syv år på Jorden.

»Nogle af astronauterne i filmen tager ned på en planet tæt på et sort hul. Da de kommer tilbage til den sidste astronaut, som ikke tog med ned til planeten, er han blevet gammel, mens de andre næsten ikke er blevet ældre,« fortæller Ulrik Uggerhøj, som er institutleder på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet og blandt andet har skrevet en bog om tiden.

»Selvfølgelig er det science fiction, men filmen følger faktisk de teorier, som vi mener er rigtige, ret nøje,« tilføjer Ulrik Uggerhøj om 'Interstellar', som du også kan læse mere om i artiklen: Går tiden i slowmotion på andre planeter?

Glem tiden

Hvis ikke du allerede har tabt pusten af at tænke på den slags tidsrejser, så lad os prøve at forstå, hvordan i alverden det kan være muligt.

For at kunne følge med i forklaringen gælder det i virkeligheden om at glemme tiden.

I hvert fald glemme tiden, som du kender den fra din dagligdag på jordoverfladen, hvor uret altid går med samme hastighed.

»Intuitivt vil vi som mennesker regne med, at vi alle ældes i samme takt, ligegyldigt hvor vi befinder os, og hvor hurtigt vi bevæger os. Men sådan er det ikke i praksis. Tiden er relativ,« forklarer Ole Trinhammer, som er fysiker og leder af Nanoteket på Danmarks Tekniske Universitet.

At tiden er relativ betyder, at den afhænger af andre ting. Ifølge Einsteins Specielle Relativitetsteori fra 1905 afhænger tiden af, hvor hurtigt du bevæger dig.

Jo hurtigere du bevæger dig, des langsommere vil tiden gå. Groft sagt.

Atomure på fly bekræfter teori

Når Andreas Mogensen suser rundt om Jorden med en hastighed på over 27.000 kilometer i timen ombord på rumstationen, vil den høje hastighed altså få tiden til at gå langsommere end på Jorden.

Godt nok suser vi andre jordboere også hurtigt rundt med Jordens rotation, men rumstationen flyver hurtigere end os. Ergo går tiden langsommere på rumstationen.

Selvom det kan lyde helt vanvittigt, at tiden ikke er ens for alle, er rigtigheden af Einsteins ligninger gennem tiden blevet bekræftet i utallige eksperimenter.

For eksempel i et forsøg med to ekstremt nøjagtige ure – såkaldte atomure. Det ene ur blev sendt op i et fly, som fløj med høj hast hen over jordoverfladen, mens det andet blev på Jorden.

»Når urene sammenlignes med hinanden på jordoverfladen efter turen, ser man, at uret, der var oppe i flyet, har tabt tid. Altså at dem, der var med på flyveturen, ikke er blevet helt så gamle som dem, der opholdt sig på jordoverfladen imens,« forklarer Ole Trinhammer.

Tyngdekraft påvirker Andreas tid

Nu afhænger tidens gang imidlertid ikke kun af hastigheden.

Som nævnt kan tyngdekraften også påvirke tiden, og det er man nødt til at tage med i beregningerne af, hvor hurtigt Andreas Mogensen ældes i rummet, forklarer Ulrik Uggerhøj.

For mens den høje hastighed får tiden til at gå langsommere på rumstationen, så trækker effekten af tyngdekraften i den modsatte retning.

Når man læser Einsteins almene relativitetsteori fra 1915, kan man nemlig groft sagt udlede, at jo stærkere et tyngdefelt, man befinder sig i, des langsommere går tiden. Hvis Andreas Mogensen kun var afhængig af denne effekt fra Jordens tyngdefelt, ville han altså ældes hurtigere end os andre på sin rumrejse.

Men rumstationens høje hast påvirker altså også tiden, og det trækker endnu mere i den modsatte retning, så astronauten i stedet ældes langsommere end os andre.

Professor: Her er simpel forklaring

Forvirret på et højere plan? Det er der ikke noget at sige til. Måske kan det hjælpe med en simpel forklaring fra fysiker Ulrik Uggerhøj.

»Det er den simpleste forklaring, jeg kender på fænomenet, men den giver en smule køb på nøjagtigheden,« siger han.

Forklaringen lyder som følger: Tænk på et gammeldags armbåndsur – sådan et, hvor viserne drejer rundt.

»Forestil dig så, at du bringer uret til at bevæge sig ekstremt hurtigt. Nu kan viserne ikke længere følge med og bevæge sig ligeså hurtigt rundt på urskiven,« siger Ulrik Uggerhøj.

»Hvis uret flyver med lysets hastighed, vil urets visere skulle bevæge sig hurtigere end lyset. Det kan de ikke, for man kan ikke bevæge sig hurtigere end lyset. Derfor må viserne stå stille,« tilføjer han.

Med andre ord vil tiden altså stå stille, hvis uret bevæger sig med lysets hastighed, forklarer Ulrik Uggerhøj.

»Og det er faktisk også, hvad teorien viser os. At hvis noget bevæger sig med lysets hastighed, vil tiden stå stille,« siger han.

Er det nu også virkeligt?

Selvom det hele lyder abstrakt, så påpeger Ulrik Uggerhøj, at masser af teknologi, som vi bruger på Jorden – herunder din GPS, som du bruger til at finde vej - er afhængig af, at der tages højde for Einsteins teorier.

»Du vil altid kunne finde skeptikere, som vil sige, at relativitetsteorien bare er en teori. Men det er altså en teori, som mange bruger dagligt. Jeg bruger den dagligt i mit arbejde, og hvis ikke jeg gjorde det, kunne jeg ikke konstruere en partikelaccelerator,« siger Ulrik Uggerhøj.

»På Skejby Sygehus står for eksempel en partikelaccelerator, som bruges til behandling af kræftpatienter. Den ville ikke fungere, hvis ikke der er blevet taget højde for relativitetsteorien,« påpeger han.

Så selvom du måske tænker, at der bare er tale om ren matematik eller vilde tanker i Einsteins krøllede hjerne, så mener Ulrik Uggerhøj godt, at du kan stole på, at den er god nok:

Man ældes langsommere på rumstationen – omend det nok ikke er den mest effektive anti-aging-kur, der findes.