爱因斯坦又对了!外籍院士:高度差1毫米,时间差1000亿亿分之一( 二 )





物理学家把两个光晶格钟放置在不同的高度 , 相差仅仅只有1毫米 。 实验结果表明 , 高度更高的原子钟走快了0.0000000000000000001 , 也就是1000亿亿分之一(1/10^19) , 这与广义相对论的预言完全符合 。
在生活中 , 如此小的时间差异我们不可能感知出来 , 而且也毫无意义 。 但在高精尖的航天领域 , 爱因斯坦的相对论将会大显神通 , 必须要考虑相对论效应带来的影响 。



以运行在地球同步轨道上的导航卫星为例 , 根据相对论 , 那里的时间每天会比地面上走快38微秒 。 虽然只有0.000038秒的误差 , 但由于信号以光速传播 , 累计一天后 , 定位误差可以超过10公里 。 因此 , 相对论效应其实关乎到我们的日常生活 。
如果未来人类能够制造出虫洞 , 实现星际飞行 , 去到拥有极端引力的天体附近 , 比如黑洞 , 那么 , 太空旅行者的时间将会被大幅度放慢 , 越接近黑洞表面 , 时间越趋于静止 。



如果太空旅行者在黑洞附近过一个月 , 然后再返回地球 , 这时会发现地球上的时间已经过了很多年 , 有可能是成百上千年之后 。 当时出发时的那些地球亲友都可能早已不在 , 而对于太空旅行者来说 , 时间才过了一个月 , 他们与当时并没有什么变化 。
参考文献
[1
Tobias Bothwell Colin J. Kennedy Jun Ye et al. Resolving the gravitational redshift across a millimetre-scale atomic sample Nature 2022 602 420-424.

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