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1971看环球原子钟实验

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对于绕地球环绕一周的时间膨胀效应,历史上是做过真实测试的。
1971年,Hafele和Keating完成了这种实验,他们将四只铯原子钟放到飞机上,飞机在赤道平面附近高度向东及向西绕地球航行一周后回到地面,然后将飞机上四个铯原子中与一直静止在地面上的铯原子钟的读数进行比较,结果如下:
向东飞行时四只原子钟的读数比地球上的原子钟读数平均慢了59纳秒;而向西飞行时四只原于钟的读数比地球上的原子钟的读数平均快了273纳秒。
你们有本事自己算一算,用你们的相对论知识和公式,来计算一下,向东飞行与向西飞行,环球一周,时间膨胀是多少?看有多大的误差。
已经当时的条件:
(1)飞行平均高度为9400米。
(2)向东飞行总时间2.32天。
(3)向西飞行总时间1.546天。
(4)可简化为沿赤道飞行(实际飞行路线:华盛顿<---->洛杉矶<---->夏威夷<---->关岛<---->冲绳<---->香港<---->曼谷<---->孟买<---->特拉维夫<---->雅典<---->罗马<---->爱尔兰Shannon机场<---->波士顿<---->华盛顿)。
@狐说笆道 ,@仙之邪道,@小宇宙_2024 ,@ Excalibur!


IP属地:广东1楼2025-09-12 08:45回复
    我就不计算了,只对上述数据作一下定性分析。
    在另一帖,我说了,沿赤道往东移的钟变慢量要加205.761纳秒,往西移的钟变慢量要减205.761纳秒,所以往西的钟速度不够高时会变快、往东的钟变慢。
    具体到这个实验,有飞行高度,所以这个加减量会大于205.761纳秒。高空的钟与地面的钟相比,有广义相对论效应使高空的钟变快不能忽略,所以往东的钟变慢量不是大于205.761纳秒而是小于205.761纳秒。往东飞的飞机与往西飞的飞机高度不一定完全相等,也会产生一定的误差。
    往东飞的时间长,相对地面的速度小,往西飞的时间短,相对地面的速度大,这就导致了两个时间差不是大于205.761纳秒*2=411.522纳秒,而是小于400纳秒。


    IP属地:广东2楼2025-09-12 10:06
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      2025-10-19 06:28:54
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      IP属地:四川来自iPhone客户端6楼2025-09-13 13:07
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        A.G.Kelly博士发表了一篇质疑飞机环球运输铯原子钟实验的论文“Hafele & Keating Tests; Did They Prove Anything?”
        这里有翻译过来的中文版。
        https://tieba.baidu.com/p/7747422281


        IP属地:浙江7楼2025-09-13 15:06
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          我公布一下我自己的计算结果吧。计算公式就不详细推导了。

          算出来,往东飞,原子钟慢47.362纳秒,往西飞原子钟快276.171纳秒。
          实际上,Hafele & Keating使用了航空管理局为他们提供的全部飞行资料,飞行航向/飞行高度/飞行速度,对往东飞采用了125段,往西飞108段数据进行了分段积分,算出来的数据比我这个要精确得多,与实际数据吻合相当好。


          IP属地:广东9楼2025-09-15 10:44
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            这才是正确结果,要同时考虑狭义相对论和广义相对论


            IP属地:广东来自Android客户端11楼2025-09-22 20:04
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