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誤差「300億年で1秒」の光格子時計、何がすごい? どこに使う?

スカイツリーで時間の速さを計ったら
好評連載「現役東大生のサイエンス入門」、今回は驚くべきスケールの「時間」の話です。その舞台は東京スカイツリー?

暗いニュースが続くこのご時勢ですが、明るいニュースにも目を向けたいですよね。そこで今回は、今年の4月に発表された「光格子時計」のニュースを紹介したいと思います。

光格子時計は、日本の理化学研究所や東京大学の研究チームが開発を進めているものです。その名の通り時計なのですが、精度が非常に高く、誤差がおよそ300億年に1秒しかありません。宇宙が誕生したのが138億年前と言われていることを考えると、その凄さがわかるでしょう。

これは、現在の1秒の長さの国際標準である「セシウム原子時計」の約100倍の精度を持つと言われています。

私たちがふだん使うぶんには、これほど精度の高い時計は必要ないでしょう。実は、これほど高精度を目指す意義は「一般相対性理論」に関わっています。今回ニュースとなった実験を紹介しながら、それがどういうことなのか説明していきます。

スカイツリーの展望台では何秒違うか

この時計は20年近く前から開発が進んでおり、今回の実験によりその性能が確認されました。ポイントは、この実験が東京スカイツリーの展望台で行われたということです。

東京スカイツリーの展望台「天望回廊」(標高450m) Photo by Getty Images

一般相対性理論によると、強い重力のもとでは時間の進み方が遅くなります。時間の進み方が速い・遅いという考え方は馴染みがないかもしれませんが、ふだん私たちが変わらないと思っている1秒の長さは、実は場所によって違うのです。