NASA最疯狂实验，被关在洞穴里130天！只有极少数人懂的时间谜团(8)

随后让飞机在赤道附近环球飞行，一次沿地球自转的方向向东飞，一次逆着地球自转的方向向西飞。每次飞行时间大约是3天，最后比较飞机上的原子钟和地面原子钟的时间差异。原子钟作为人类目前最先进的计时工具，精度达到了2000万年误差一秒，用它来测量时间的变动，再合适不过了。
之所以让飞机一个向东飞一个向西飞，是为了让顺着地球自转方向飞行的飞机获得更快的速度。这样两次飞行之间的速度差距就会变大，方便观测。刚才我们提到，根据狭义相对论，速度越快，时间越慢。那么沿着地球自转方向飞行的飞机，理论上，要比地面上的原子钟走的慢。
另外，根据广义相对论，引力越小，时间越快。飞机上的原子钟处于高空，受到的引力更小，理论上，时间就会比地面上的原子钟要快。这场实验中，高空中高速飞行的飞机，将爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论都纳入了考虑范围。那么实验结果是怎样的呢？

经过了数天的飞行，向东飞的飞机上的原子钟比地面平均慢了59纳秒左右。向西飞的飞机上的原子钟比地面时间快了273纳秒左右。实验开始之前，Hafele哈弗勒和Keating基廷还计算出了引力效应和速度效应对时间影响的预估值。事实证明 ，实验结果和预估值还是非常接近的，爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论都得到了验证。
如果把实验中飞机的飞行速度以及高度都往上拔一拔，你就会发现，那不就是卫星吗？事实上，原子钟正是GPS导航卫星的核心部件之一，它需要根据相对论进行时钟校对，否则导航卫星上的时间每天要比地面快38微秒。这38微妙乍听之下好像没什么。但要知道在卫星导航系统中，1纳秒的时间误差将导致0.3米的距离误差。38微秒将导致GPS给出的位置误差每天累计到11公里左右。这样精度的GPS怕是没人敢用，一导就给导沟里去了。