Hafele-Keating-eksperimentet – Store norske leksikon

Hafele-Keating-eksperimentet var et et eksperiment som ble utført i oktober 1971, og som både testet den spesielle relativitetsteoriens hastighetsavhengige tidsforlengelse og den generelle relativitetsteoriens gravitasjonelle tidsforskyvning.

Eksperimentet gikk ut på at Joseph C. Hafele og Richard E. Keating tok fire cesium-atomklokker med seg ombord i et fly. Så reiste de to ganger rundt jorda i retning øst-vest, først østover, i den retningen jorda roterer, og så i motsatt retning. Én klokke sto igjen i United States Naval Observatory.

Etter at Hafele og Keating var tilbake igjen, ble de fire klokkene som de hadde hatt med seg, sammenlignet med dem som stod igjen.

Teoretisk beregning av reisetiden på klokkene

Et halvt år før eksperimentet ble utført, beregnet de relativitetsteoriens forutsigelser for reisetiden målt på klokkene.

Dersom eksperimentet beskrives i et ikke-roterende referansesystem i ro i forhold til jordas sentrum, hadde klokkene som beveget seg østover, i samme retning jorda roterer, større fart enn de som reiste vestover. Derfor vil klokkene som reiste østover, gå langsommere og vise kortere reisetid enn de som reiste vestover. I tillegg kommer den gravitasjonelle tidsforskyvningen som er den samme for klokkene som reiste østover og vestover. Den innebære at klokkene oppe i flyene gikk litt raskere enn klokken som sto igjen på jordoverflaten.

Resultater av eksperimentet

Den totale tidsforskyvningen er summen av den hastighetsavhengige og den gravitasjonelle tidsforskyvningen.

For reisen østover forutsa relativitetsteorien en tidsforskyvning på –40 ± 23 nanosekunder. De målte en forskyvning på –59 ± 10 nanosekunder. For reisen vestover var forutsigelsen 275 ± 21 nanosekunder, mens målingene viste 273 ± 7 nanosekunder.

Resultatet av eksperimentet var at relativitetsteorien ble bekreftet med omtrent ti prosent nøyaktighet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Relativitetsteori

Øystein Elgarøy

Professor i astrofysikk, Universitetet i Oslo