الساعات المتحركة تبطئ من سرعتها. هذا ما يُعرف بتمدد الزمن، وهو أحد تنبؤات النسبية الخاصة. فكلما زادت سرعة حركة جسم ما، تباطأ مرور الوقت عليه بالنسبة لمراقب ثابت. عند سرعة 87% من سرعة الضوء، يتباطأ الزمن إلى النصف. وعند 99.99%، يتباطأ الزمن بمقدار 70 ضعفًا. هذا التأثير ليس وهمًا، بل هو حقيقة. فساعة على متن مركبة فضائية سريعة الحركة ستدق أبطأ من ساعة على الأرض. ورائد فضاء على متن تلك المركبة سيشيخ أبطأ من توأمه الذي بقي على الأرض. هذه هي مفارقة التوأم، وهي تجربة فكرية شهيرة في النسبية.

يحدث تمدد الزمن أيضًا في الحقول الجاذبية. تعمل الساعات بشكل أبطأ بالقرب من جسم ضخم. هذا هو تمدد الزمن الجاذبي، الذي تنبأت به النسبية العامة، وقد تم تأكيده تجريبيًا. تعمل الساعات الذرية على متن الطائرات بشكل أبطأ قليلًا من الساعات على الأرض. يجب على أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تصحيح تمدد الزمن النسبي الخاص والعام. بدون هذه التصحيحات، سيخطئ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بمقدار كيلومترات في اليوم. تمدد الزمن ليس مجرد ظاهرة غريبة، بل هو تأثير حقيقي يجب أخذه في الاعتبار في أي نظام توقيت دقيق. إنه أحد أكثر تنبؤات النسبية إثارةً للدهشة، وأحد أكثرها تأكيدًا.

حقائق تمدد الزمن

• النسبية الخاصة. الساعات المتحركة تسير أبطأ.
• النسبية العامة. الساعات تعمل بشكل أبطأ بالقرب من الكتلة.
• مفارقة التوأم. يسافر التوأم أصغر سناً.
• يجب تصحيح تمدد الوقت.
• تم التأكيد بواسطة. الساعات الذرية، مسرعات الجسيمات.

تمدد الزمن ليس هو نفسه السفر عبر الزمن. تمدد الزمن يبطئ الزمن بالنسبة لجسم متحرك. أما السفر عبر الزمن فيتضمن الانتقال بين نقاط زمنية مختلفة.