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物理学的等效原理在爱因斯坦的广义相对论中占据了核心位置 ， 比如：在物体的自由落体运动中 ， 无论物体的质量大小和物质成分如何 ， 它们在引力场中的自由下降运动产生了相同的速率 ， 不同的物体同时开始下落 ， 它们将以相同的时间落地 ， 伽利略的自由落体运动体现了等效原理的物理思想 。
在没有空气阻力的条件下 ， 物体的自由落体运动处在真空的环境 ， 物理学的等效原理就会成立 ， 比如：一个羽毛和一个保龄球同时开始下落 ， 它们将在同一时刻落地 。 但物体做自由落体运动的同时性可能不会永恒成立 ， 假如在两个物体的自由下落运动中 ， 一个物体做自旋运动 ， 另一个物体没有发生自旋 ， 那么两个物体会产生相同的下落速率吗？或两个物体会在同一时刻落地吗？
一个物体的自旋影响了物体的自由下落运动 ， 诸如地球之类的天体在自旋过程中产生了所谓的“框架拖拽效应”或参考系的拖拽效应 ， 这种效应对天体周围的时空产生了轻微的扭曲 。 天体物理学家以计算机模拟技术演示了两个碰撞与合并的黑洞 ， 模拟的结果显示 ， 两个自转的黑洞比两个不自转的黑洞产生了不同的合并速率 ， 引力在天体大尺度上受到天体自转的影响 。
物体的自转对引力作用产生了影响 ， 理论物理学家由此思考了一个问题 ， 天体自转的影响可能预示了某种联系 ， 爱因斯坦的引力理论与揭示原子和分子行为的量子力学存在内在的关联 。 原子和其它的量子态粒子具有自旋的特性 ， 可以将一个原子设想成一个小球体 ， 原子自旋可能对引力或量子引力的作用产生了影响 。
【自转影响“一路上有你”的天体引力？】原子被设想为小球 ， 这是略显粗略的类比 ， 一个原子实际上不是一个小球 ， 原子自旋也不是物理概念的自转 ， 自旋被认为是量子态粒子的固有属性 ， 量子的自旋行为与人们经常看到的物体自转有某种相似性 。 物理学家提出了一个有趣的问题：带自转的原子比不带自转的原子在自由下落运动中将会出现怎样不同的速率？最近的一项物理实验对这一问题进行了检验 ， 物理学家比较了铷金属原子的下落速度 ， 它们在不同的自旋速率下自由下落 ， 他们对原子的重力加速度进行了比较 。 原子的自旋为+1或-1 ， 自旋的原子球体好像一个球体绕着它的北极顺时针转动或一个球体绕着它的北极反时针旋转 。
物理学家在实验中发现 ， 两个沿不同方向自旋的原子产生了相同的下落速度 ， 正时针和反时针自旋的两个下落原子的速率差错率仅为千万分之一 ， 实验结果达到了精确率的极限 ， 这说明原子的自旋方向对它们的自由下落速率没有产生影响 。 物理学家一般认为 ， 等效原理对经典物体和量子物体同样适用 ， 实验结果似乎排除了一些激进的物理模型 ， 这些物理模型旨在建立引力和量子理论的统一 。 在量子态的原子和大尺度的天体领域 ， 等效原理产生了一致性 。 假设将带有自旋的一个原子看成是一个“量子陀螺” ， 那么陀螺的正向和反向旋转不影响它的自由下落速度 。
（编译：2016-7-22）
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