既有助于解碼宇宙又能服務(wù)生活
與生活中常見的鬧鐘、手表等計(jì)時(shí)器不同，我們在日常生活中很難一窺原子鐘的真面目。事實(shí)上，原子鐘既高大上又接地氣。說它高大上，是因?yàn)樗蛟S能幫助解碼宇宙中神秘莫測的信號；說它接地氣，是因?yàn)槿绻麤]有它的幫助，手機(jī)上的導(dǎo)航就會把你帶偏不止一點(diǎn)點(diǎn)。
衛(wèi)星定位系統(tǒng)都是通過獲得衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離來計(jì)算的，而距離等于傳播時(shí)間乘以光速，因此精確的距離測量實(shí)際上就是精確的時(shí)間測量。沒有高精度的時(shí)頻，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)就不可能實(shí)現(xiàn)高精度的導(dǎo)航與定位。所謂失之毫“秒”謬以千里，這正是原子鐘大顯身手的地方。
由于引力會影響時(shí)間的流逝，因此距離海平面更近的時(shí)鐘實(shí)際上比珠穆朗瑪峰上的時(shí)鐘慢一點(diǎn)，這意味著物理學(xué)家可以使用原子鐘來測定地球的形狀、大小和地球重力場等，這是一個(gè)被稱為大地測量學(xué)的科學(xué)領(lǐng)域。
為了提高測量精度，天文學(xué)家已開始將設(shè)施同步到單個(gè)精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。這種同步會改善被稱為超長基線干涉法的天文成像技術(shù)，該方法涉及多個(gè)天文臺協(xié)同成像一個(gè)原本無法用單個(gè)望遠(yuǎn)鏡分辨的物體。例如，天文學(xué)家今年早些時(shí)候使用這種技術(shù)拍攝了黑洞的第一張圖像。更好的時(shí)間同步將可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率的成像，因此也需要原子鐘來幫忙。
此外，如果原子鐘能夠更準(zhǔn)確地測量原子振蕩，那么它們將足夠靈敏以檢測諸如暗物質(zhì)和引力波之類的現(xiàn)象。有了更好的原子鐘，科學(xué)家還可以開始回答一些令人費(fèi)解的問題，例如重力對時(shí)間的流逝可能產(chǎn)生什么影響，以及時(shí)間本身是否隨著宇宙的老化而改變。
（來源：科技日報(bào)；記者 馮衛(wèi)東）
