欧洲航天局启动ACES任务，用原子钟验证爱因斯坦理论
欧洲航天局启动ACES任务，用原子钟验证爱因斯坦理论
近日，欧洲航天局（ESA）宣布了一项重大科学任务——原子钟空间集合（ACES）项目，该项目将通过国际空间站（ISS）上的高精度原子钟，对爱因斯坦的广义相对论进行前所未有的精确测试。
什么是ACES任务？
ACES任务的核心是在国际空间站上部署两台世界上最精确的原子钟：PHARAO和SHM。这两台原子钟将通过激光冷却技术，实现前所未有的时间测量精度。
技术亮点：PHARAO和SHM原子钟
PHARAO（轨道原子冷却铯原子钟项目）是由法国国家空间研究中心（CNES）开发的铯原子钟。它使用激光将铯原子冷却至接近绝对零度（-273摄氏度），这种极端低温使得原子几乎静止，从而可以更精确地测量其振荡频率。PHARAO的精度达到了惊人的水平：每30000万年误差不超过1秒。
SHM（空间氢微波激射器）则由瑞士Safran Time Technologies公司制造，它使用氢原子作为时间基准，稳定性是目前在轨运行的伽利略卫星被动氢微波激射器的十倍。
验证爱因斯坦的理论
根据爱因斯坦的广义相对论，引力会影响时间的流逝。在地球上，实验已经证实时间在高海拔地区（如山顶）比海平面流逝得更快。ACES任务将这一实验扩展到太空，通过精确测量国际空间站（距离地面400公里）与地球表面之间的时间差异，来验证引力红移效应。
实际应用价值
改进全球定位系统（GPS）：目前的GPS系统已经需要考虑相对论效应，ACES的研究将进一步提高定位精度。
推动大地测量学进步：通过精确测量地球重力场的变化，可以更好地监测地震、火山活动等地质现象。
气候研究：ACES的数据有助于更准确地监测海平面变化，为气候变化研究提供重要参考。
基础物理研究：实验结果将为量子力学和相对论的统一提供新的线索，可能带来物理学的重大突破。
未来展望
ACES任务预计将持续30个月，期间将收集至少10次、每次25天的连续数据。这些数据不仅将验证爱因斯坦的理论，还可能揭示新的物理现象，为未来的科学研究和技术发展奠定基础。
通过这一开创性的实验，人类对时间、空间和引力的理解将得到进一步深化，这无疑将推动科学技术的持续进步。