面对院长下意识的提问,顾玩笑了。
为什么要做可以便捷重置出两套初始谐频的原子喷泉?
他很乐意回答这个惠而不费又能装逼的问题:
“因为这型铯原子钟,在首次投入商用的时候,就是要分两类用途的。一批会放在地面宇航中心,比如休斯顿的nasa总部,另一批是跟着gps卫星发射到环绕轨道上的。
根据最简单的爱因斯坦狭义相对论,物体运动的速度越快,就会导致其时间流逝变慢。gps卫星的轨道在离地19000公里,所以环绕速度远低于第一宇宙速度,只有大约39公里每秒。
而地面中低纬度,比如大洋国得州的休斯顿,地球自转线速度还不到400米每秒。(赤道上能超过460米,因为那里地球旋转半径最大)
gps卫星环绕速度跟地面宇航中心跟着地球自转线速度的速度差,有35公里美妙左右,相当于十万分之117的光速。
所以,我们粗略估算,gps卫星上的时间流逝,每天大致要比地面宇航中心慢一百多微秒。
当然,这个结果只算了狭义相对论中的速度对时间的影响,还没算广义相对论下引力对时间的扭曲。这个计算过程就复杂一些,您可以看我材料上写的。
最终结论,应该是引力-时间扭曲比速度-时间扭曲略大一些,能抵消掉大部分,但还是有20~30微秒每天的误差累积量。
所以,如果不在原子钟的原子喷泉层面、就对天地两种喷泉的预设谐频进行差异微调,那么后续就要用更多麻烦的方法、增设外部机构,进行后段通讯校准了。
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