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英媒报道:原子钟证明广义相对论

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参考消息网3月27日报道 英国《新科学家》周刊网站2月16日刊发文章,题为《最精确的原子钟表明爱因斯坦的广义相对论是正确的》,全文摘编如下:

世界上最精确的原子钟已经证实,爱因斯坦的广义相对论所预测的时间膨胀在毫米尺度上是正确的。

物理学家一直未能将量子力学与广义相对论统一起来。量子力学是在最小尺度上描述物质的理论,而广义相对论可在最大的宇宙尺度上预测物体的行为,包括引力如何让时空发生弯曲。由于较短距离不会使引力发生很大改变,因此难以在微小的尺度上评估相对论。

但是,原子钟能够探测到这些细小的引力效应。原子钟通过测量原子周围的电子改变能量状态时所释放的辐射的频率来计算秒数。

实验天体物理学联合研究所位于美国科罗拉多州博尔德,该研究所的托比亚斯·博思韦尔和他的同事将数十万个锶原子分离为一系列“薄饼状”的原子群,每个原子群包含30个原子。他们用可见光将它们捕捉到1毫米高的垂直堆栈中。然后,他们用激光照射堆栈,并用高速相机测量散射光。

由于原子是垂直排列的,地球的重力导致每个原子群的振荡频率发生了不同程度的变化,这种效应被称为“引力红移”。在钟的顶端测量到的一秒比在底部测量到的一秒长10的负19次方秒。该研究团队成员叶军说,这意味着,如果让这个钟走过140亿年——大约是宇宙的年龄,那么它的误差只有0.1秒。

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