光钟用于引力红移精确测量

曾经，相对论测试需要相隔数千公里的精确时钟来完成。如今，光钟技术的发展令这种测试在尺寸不超过一毫米的原子团中就可以完成。正如爱因斯坦在其广义相对论中所预测的那样，一个巨大质量物体的引力场会扭曲时空，这会导致时间在离物体越近时流逝越慢。这种现象被称为引力时间膨胀，而且这种效应是可以测量的——尤其是在像地球这样的巨大物体附近。测量需要足够精确的时钟，而如今最精确的计时器是原子钟，它通过检测原子中两个量子态之间的跃迁来计时。最近，美国JILA实验室的Bothwell等人和威斯康星大学麦迪逊分校的Zheng等人分别报道了他们使用超冷锶原子团在原子钟稳定性方面取得的惊人进展。Bothwell和其同事甚至成功地测量了单个原子团中重力导致的时间膨胀效应，即引力红移。1976年，NASA在其发射的重力探测（Gravity Probe A）卫星上，首次搭载了氢原子微波钟（作用与光钟类似），并执行了第一个敏感到足以测量引力红移的实验。重力探测卫星到达了地球表面上方10000公里的高度。在这个高度，以氢原子钟产生的高精度微波信号作为时钟，大约每73年将比地球上的等效时钟快一秒。重力探测卫星团