爱因斯坦神预言的“时间膨胀”，如今被测得明明白白

爱因斯坦在他的广义相对论中预言了一种叫做“时间膨胀”的东西，即在两个不同的引力作用下，两个时钟总是以不同的速度滴答。

此后，在许多实验中都观察到了这种效应，但现在科学家们以迄今为止最小的规模记录了它。

这一结果是通过使用相距仅一毫米（0.04英寸）的超精密原子钟实现的。在收集了90个小时的数据后，该团队得到的读数比以前任何类似的测量都要精确50倍。

科学家测量了约10万个超冷锶原子云的红移。红移显示了原子的辐射频率在电磁波谱上的变化--或者换句话说，原子钟滴答作响的速度。虽然在这个微小的距离上，红移的差异只有0.0000000000000000001左右，但这与广义相对论的预测是一致的。

当然，尺度越小、越精确，人们就越依赖量子力学来解释发生了什么。研究人员希望，他们的新读数开辟了一条道路，以了解更多关于时空曲率--我们体验到的重力--如何根据量子物理学影响粒子的特性。

来自科罗拉多大学博尔德分校的物理学家Jun Ye说：“最重要和令人兴奋的结果是，我们有可能将量子物理学与重力联系起来，例如，当粒子分布在弯曲时空的不同位置时，用量子物理学来探测复杂的物理学。”

这项时间膨胀研究之所以如此令人兴奋，部分原因在于它为未来更加精确的原子钟指明了方向，给科学家们提供了一个可以改进的蓝图，以便在越来越小的尺度上进行测量。

在过去的几十年里，原子钟已经取得了长足进步，然而还有很多事情要做。

该研究论文题为"Resolving the gravitational redshift across a millimetre-scale atomic sample"，已发表在《自然》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04349-7