原子鐘證實了愛因斯坦的電梯思想實驗是正確的

原子鐘

愛因斯坦在1907年提出的「假想電梯」實驗被證明是正確的。也就是說，阿爾伯特?愛因斯坦的引力理論再次得到證實，並達到了新的精確度。廣義相對論的方程式預測局部各物體慣性差異為零，美國國家標準與技術研究所（NIST）的物理學家已經計算出了一個創紀錄的，令人難以置信的極小結果，基本上接近於零。那麼，他們測量了什麼呢？

那就是在地球繞太陽運行時，地球上不同地方的超精密原子鐘之間的差異。

電梯思想實驗

愛因斯坦的天才之處一部分就在於他有能力僅通過想像力去思考物理學問題。這些所謂的「思想實驗」在構想廣義相對論的理論方面產生了許多深刻見解，廣義相對論是描述引力的理論。

電梯思想實驗

在愛因斯坦的思想實驗中，最著名的一個例子是關於假想電梯的例子。根據愛因斯坦的設想，電梯內的人將無法區分引力場和加速度，因為人通常感受到的來自地球的向下的重力很容易感受為在零重力的情況下，電梯朝著人「向上」加速。 如果一個人困在電梯里，沒有窗戶，就無法分辨出其中的差別。

NIST的團隊測試了這個思想實驗的另一個方面，即電梯里的所有東西都會有相同的加速度，它們的相對屬性也會保持不變——零變化。這是一個叫做局部位置不變性（LPI）的概念。科學家利用地球本身作為「電梯」，並比較了地球上十幾個原子鐘的運轉。在研究了近15年的數據之後，結果得到的差值是0.00000022±0.00000025，非常接近於零。

猶如分秒不差

物理學家表示，這個結果比之前得到的結果更接近於零，這要歸功於技術的進步，特別是當今原子鐘驚人的準確性。這些原子鐘極其穩定，它們在140億年（目前宇宙的年齡）的時間裡誤差不超過1000秒。

廣義相對論

不過，現在還有問題在於科學家需要使結果盡量更加接近理論。因此，新的原子鐘已經在研究中，並且應該會在未來的幾年裡提供更精細的測量。

既然現在的結果已經如此接近於零了，為什麼還要再去測量呢？

因為局部位置不變性應該是宇宙的基本屬性，對局部位置不變性有更精確的測量，意味著其他一切物理數字都能變得更加精確。總之，再一次，愛因斯坦的思想實驗又被證明是正確的。

目前，這項研究結果已經發表在《自然物理學》（Nature Physics）雜誌上。

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