Kwanini kasi ya kuzeeka inapungua katika ndege?

Mojawapo ya majaribio ya kisayansi niliyoyapenda yalihusisha kuruka na saa ili kuzunguka dunia. Ilikuwa 1971 wanafizikia Joseph Hafele na Richard Keating walichukua saa zenye usahihi zaidi za atomiki, ndege ya kibiashara ambayo iliruka kwanza magharibi na kisha mashariki kuzunguka ulimwengu kabla ya kurudi kwenye maabara yao huko Washington DC.

Kisha walilinganisha muda kwenye saa walizosafiri nazo na saa ambazo zilibaki tuli katika maabara. Saa hizi zilitofautiana - kitendo cha kusafiri kilibadilisha wakati.

Jaribio hili lilikuwa msingi wa nadharia ya Albert Einstein ya uwiano (theory of relativity) - ambayo inaeleza kuwa wakati sio wa ulimwengu wote. Kadiri unavyosafiri kwa kasi, ndivyo wakati unavyokwenda polepole.

Chukua ndege kutoka London hadi New York na saa yako itakuwa nyuma ya saa iliyobaki chini - na kasi yako ya kuzeeka itapungua kuliko kama ungekaa nyumbani.

Nadharia ya Einstein pia inasema - mvuto wa ardhi (gravity) una athari pia. Ukienda mbali na dunia, muda hutembea kwa kasi. Ingawa athari ya haya yote ni ndogo sana kuonekana - lakini ukiwa mbali na dunia ni muhimu.

Mfumo wa GPS ambao sote tunautegemea kwenye safari, pamoja na setilaiti zake zilizo umbali wa kilomita 20,000 (maili 12,400) juu ya dunia, zinahitajika ili kugundua namna nadharia hiyo inavyofanya kazi.

Shimo Jeusi

Karibu na mashimo meusi, athari hizi za nadharia ya uwiano hudhihirika zaidi.

Ili kuelewa vizuri, fikiria unaanguka kwenye shimo jeusi - uko kwenye chombo. Unapoanguka, hutogundua tofauti yoyote ya wakati. Iwapo chombo chako kitakuruhusu kutazama nyuma na kuuangalia Ulimwengu nje ya shimo jeusi, utagundua jambo lisilo la kawaida - matukio ya nje yataonekana yanakwenda kwa haraka.

Ikiwa utatazama dunia kupitia darubini, utaona mustakabali wa sayari yetu na spishi zake zikitembea kwa kasi kama kwenye filamu.

Sasa badilisha mtazamo. Fikiria uko kwenye kituo cha anga za juu kinachozunguka kwa umbali fulani kutoka kwenye shimo jeusi, ukitazama msafiri mwenzako akianguka kwenye shimo hilo. Ikiwa anatupungia mkono, tutamwona akipunga polepole na polepole zaidi kila anapoingia ndani ya shimo jeusi.

Saa iliyowekwa nje ya chombo chake itaonekana kwenda polepole ikilinganishwa na ile iliyowekwa kwenye kituo chetu.

Athari hii inaelezwa katika filamu ya Interstellar, ambapo wanaanga walioichunguza sayari iliopo karibu na shimo jeusi wanaibuka na kukuta ulimwengu uliobadilika na umeendelea bila wao kuwepo.

Ingawa hatutoweza kuona tukio hilo, msafiri wetu ataingia kwenye shimo jeusi hadi kule ambako hakuna mwanga kiasi cha kutoweza kutorudi. Hii inamaanisha kuwa wakati kwake utakuwa tofauti kiasi cha hata kuweza kurudi nyuma ya wakati.

Kwa nini iko hivyo?

Ndani ya shimo jeusi, mambo yanarudi nyuma. Baadhi ya watu wanafikiri wanaweza kutembea na wakati wakiwa huko. Kwa maana hii, shimo jeusi linaweza kufanya kazi kama mashine ya wakati, ikiruhusu mtu yeyote shujaa kusafiri kurudi nyuma ya wakati hadi kufikia wakati wa uundaji wa shimo jeusi lenyewe.

Jambo pekee la kulieleza, hakutakuwa na njia ya kutoka kwenye shimo nyeusi, pindi ukiingia kwa hivyo hakuna msafiri wa wakati anayeweza kuja kututembelea hapa kwenye uso wa dunia.

Lakini kuelewa kile kinachowezekana - na kufikiria jinsi mashimo meusi yanayobadilisha wakati - kunaweza kuwapa wanafizikia uwezo wa kufanya majaribio zaidi kuhusu nadharia za Einstein.

Na kutupa ufahamu wa kina wa kitu hiki tunachoita wakati.

Imetafsiriwa na Rashid Abdallah na kuhaririwa na Yusuf Jumah