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面對院長下意識的提問,顧玩笑了。
為什麼要做可以便捷重置出兩套初始諧頻的原子噴泉?
他很樂意回答這個惠而不費又能裝逼的問題:
“因為這型銫原子鐘,在首次投入商用的時候,就是要分兩類用途的。一批會放在地面宇航中心,比如休斯頓的NASA總部,另一批是跟著GPS衛星發射到環繞軌道上的。
根據最簡單的愛因斯坦狹義相對論,物體運動的速度越快,就會導致其時間流逝變慢。GPS衛星的軌道在離地19000公里,所以環繞速度遠低於第一宇宙速度,只有大約3.9公里每秒。
而地面中低緯度,比如大洋國得州的休斯頓,地球自轉線速度還不到400米每秒。(赤道上能超過460米,因為那裡地球旋轉半徑最大)
GPS衛星環繞速度跟地面宇航中心跟著地球自轉線速度的速度差,有3.5公里美妙左右,相當於十萬分之1.17的光速。
所以,我們粗略估算,GPS衛星上的時間流逝,每天大致要比地面宇航中心慢一百多微秒。
當然,這個結果只算了狹義相對論中的速度對時間的影響,還沒算廣義相對論下引力對時間的扭曲。這個計算過程就複雜一些,您可以看我材料上寫的。
最終結論,應該是引力-時間扭曲比速度-時間扭曲略大一些,能抵消掉大部分,但還是有20~30微秒每天的誤差累積量。
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