比如在開(kāi)展深空導(dǎo)航定位方面，若是能在空間合適的位置放置高精度原子鐘，就可以實(shí)現(xiàn)大尺度的高精度導(dǎo)航。劉亮說(shuō)：“最合適的位置是太陽(yáng)系中的各個(gè)拉格朗日點(diǎn)，因?yàn)檫@里不受引力的影響。若在這些點(diǎn)上各放置一臺(tái)高精度原子鐘，則至少可以在太陽(yáng)系內(nèi)較大范圍中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。這一旦實(shí)現(xiàn)，就可以進(jìn)行大尺度時(shí)空研究。”

　　同時(shí)，空間冷原子干涉儀可以取代空間激光干涉儀，實(shí)現(xiàn)在軌引力波探測(cè)。以往采用激光干涉儀探測(cè)引力波，需要兩個(gè)臂，這就意味著所有的方案都必須要有3個(gè)位置，也就是需要3顆衛(wèi)星。目前中國(guó)實(shí)施空間引力波探測(cè)的“太極計(jì)劃”和“天琴計(jì)劃”都需要3顆衛(wèi)星，而空間冷原子干涉儀只需要兩顆衛(wèi)星就能探測(cè)引力波，技術(shù)難度和成本都有所降低。

　　另外，空間冷原子鐘還可以測(cè)量引力紅移。根據(jù)廣義相對(duì)論，時(shí)間沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的概念，在不同引力場(chǎng)里面，時(shí)間是不一樣的。“如果我們天上有個(gè)原子鐘，地面也有個(gè)原子鐘，都很準(zhǔn)確，那么一比較就知道，時(shí)間相差多少，然后利用這個(gè)時(shí)間差就可以測(cè)量引力紅移。”劉亮說(shuō)。

　　③ 計(jì)時(shí)工具的新變革

　　原子鐘使計(jì)時(shí)精度飛速發(fā)展，而空間冷原子鐘更是人類(lèi)計(jì)時(shí)史上的革命。

　　在歷史長(zhǎng)河中，人們對(duì)于時(shí)間一直有自己的判斷和計(jì)量方法，日晷、水鐘、沙漏等計(jì)時(shí)裝置標(biāo)志著人造時(shí)鐘開(kāi)始出現(xiàn)。

　　隨著鐘擺等可長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)周期運(yùn)動(dòng)的振蕩器的出現(xiàn)，人們發(fā)明了真正可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)鐘，如擺鐘。在此基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展出日益精密的機(jī)械鐘表，計(jì)時(shí)精度達(dá)到基本滿足人們?nèi)粘Ｓ?jì)時(shí)需要的水平。隨著晶體振蕩器的發(fā)明，小型化、低能耗的石英晶體鐘表代替了機(jī)械鐘應(yīng)用在電子計(jì)時(shí)器和其它各種計(jì)時(shí)領(lǐng)域，至今，還是主要計(jì)時(shí)工具之一。

　　20世紀(jì)40年代開(kāi)始，科學(xué)家發(fā)展出比晶體鐘更高精度的原子鐘，并在此基礎(chǔ)上研制出噴泉冷原子鐘。

　　2016年，經(jīng)過(guò)科學(xué)家們近10年努力，中國(guó)第一臺(tái)空間冷原子鐘研制成功并隨“天宮二號(hào)”進(jìn)入太空開(kāi)展任務(wù)工作，不僅為各種量子敏感器奠定技術(shù)基礎(chǔ)，而且將在一系列重要領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。

　　“未來(lái)可能出現(xiàn)更精準(zhǔn)的原子核鐘，”劉亮說(shuō)，“我們終極目標(biāo)是制造出在宇宙的生命周期內(nèi)永不會(huì)走偏的時(shí)鐘。”