美華裔科學家另類驗證相對論
日期：2010-09-25 09:21:52
超精度驗證相對論
置身越高老得越快
愛因斯坦相對論描述重力對時間流逝的影響，推斷時間流逝速度取決于人所處位置：時鐘距離重力源越遠，運轉越快；反之，越靠近重力源，運轉越慢。
依照這一理論，美國科學家借助超級精準時鐘驗證處于不同高度的時鐘速度變化，結果發現所處位置越高，時間過得越快，或可理解為，人“老”得越快。
精化原子鐘
先前驗證相對論的實驗需借助火箭或者噴氣式飛機，因為只有當速度足夠快，距離地球足夠遠，才能記錄到兩個不同位置間時間流逝速度的細微差別。
但美國科羅拉多州國家標準與技術研究院物理實驗室在桌面上驗證相對論，不同高度時間流逝速度的極細微差別由兩只超級精準的原子鐘記錄。
實驗由華裔科學家詹姆斯·周欽文（音譯）引領的團隊操作完成。
今年初，為完成這項實驗，周欽文的團隊首先研制出一種超精準原子鐘。這種原子鐘以單粒鋁原子為基準，精準度為運行37億年后誤差不超過正負1秒。
作為人類現有最精準計時器，它的精準程度超出先前最精準汞原子鐘兩倍以上。
驗證兩相對
用鋁原子鐘驗證相對論的實驗結果將由9月24日出版的《科學》雜志發表，實驗梗概23日由雜志網站提前披露。
周欽文的研究團隊總共展開兩項實驗。
第一項實驗中，研究團隊把擺放整臺鋁原子鐘的桌子用液壓千斤頂平穩升高33厘米，結果發現，升高后的鋁原子鐘快于未升高桌面上另一臺鋁原子鐘，兩者差異為每79年快900億分之一秒。
這一結果論證了愛因斯坦有關距離重力源越遠，時鐘運轉越快的理論。
第二項實驗中，研究團隊對鋁原子鐘內的鋁原子施加不斷變化的電磁場，使鋁原子快速往復運動，結果顯示運動中的鋁原子鐘所示時間慢于靜止鋁原子鐘。
這一結果論證了愛因斯坦有關速度越快，時間越慢的理論。
衰老差異微
依照實驗結果推斷，一個人如果住得越高，“老”得越快。
周欽文說，一個生活在美國城市紐約102層帝國大廈樓頂上的人比生活在樓底大街上的人每秒衰老速度快1.04億分之一秒。
當然，這種衰老速度差異微乎其微。
美國國家標準與技術研究院發言人告訴英國《每日電訊報》記者：“差異如此之小，小到人類無法感知，但卻可以應用于地球物理學或其他領域?！?/DIV>
《科學》雜志網站說，實驗提供不同高度時間差異的具體數據，可用于調整全球定位系統（GPS）衛星所攜時鐘，使之更加精確。
周欽文說，相對論看似與人類日常生活無關，但相對影響力卻無處不在。
“每天，人們都在運動，如爬樓，”周欽文說，“有意思的是，對那些長期飛行的人來說，他們究竟是衰老得更慢還是更快？”
按照速度越快，時間越慢的理論，長期飛行者應當更年輕；而按照高度越高、時間越快的理論，他們又會比地面上的人衰老更快。
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