ما میدانیم شتاب جاذبهی زمین ۹/۸ متر بر مجذور ثانیه است. به بیان سادهتر، اگر شما از ارتفاعی سقوط کنید، در هر ثانیه ۹/۸ متر بر ثانیه، بر سرعت شما افزوده میشود. فرض کنید شما درون یک جعبه مثل یک آسانسور قرار بگیرید که در فضای بدون گرانش معلق است و شما بی وزنی را تجربه میکنید. اگر راکتی آسانسور شما را با شتاب ۹/۸ متر بر مجذور ثانیه به بالا هل بدهد، شما احساس میکنید که روی زمین قرار دارید و از حالت بی وزنی در میآیید و وزن خود را احساس میکنید. این نتیجه اگرچه ساده به نظر میرسد، اما بسیار عجیب است. اکنون که شما در اتاق خود نشستهاید و جاذبه را تجربه میکنید، شبیه این است که راکتی شما را با چنین شتابی رو به بالا هل میدهد.
من در اینجا قصد دارم آزمایشی را شرح دهم که درستی این موضوع را نشان میدهد. پیشتر راجع به اثر داپلر نوشته بودم. زمانی که در کنار خیابان ایستاده اید و آمبولانسی آژیرکشان با سرعت به سمت شما میآید و سپس از شما عبور میکند. صدای آژیر آمبولانس ابتدا زیر شده و بعد از عبور از شما، صدا به حالت بم در میآید. در واقعی وقتی آمبولانس به سمت شما میآید، امواج صدا فشرده شده و فرکانس آن افزایش مییابد و صدا زیر میشود. وقتی آمبولانس از شما دور میشود، امواج صدا باز شده و فرکانس آن کاهش مییابد و صدا بم میشود. البته اگر آمبولانس ایستاده باشد و شما به سمت آمبولانس حرکت کنید، باز هم این اثر را تجربه خواهید کرد. از آنجایی که نور نیز دارای رفتار موجیست، این تغییر فرکانس برای نور نیز اتفاق میافتد.
حال مثال آن آسانسور در فضا را در نظر بگیرید. فرض کنید چراغی روی سقف آن آسانسور آویزان است و نوری را به سمت کف آسانسور پرتاب میکند و در کف آسانسور، سنسوری فرکانس نور دریافتی را اندازه گیری میکند. از آنجایی که کف آسانسور در حال حرکت به سمت منبع نور است، شما انتظار دارید دقیقا شبیه وقتی که به سمت آمبولانس حرکت میکنید، فرکانس نوری که به سنسور میرسد تغییر کند و این پیشبینی نسبیت عام اینشتین بود. در سال ۱۹۵۹، دو فیزیکدان آمریکایی، نوری را از بالای برج ۲۳ متری دانشگاه هاروارد به پایین تاباندند. زمانی که فرکانس نور رسیده به پایین برج را اندازه گیری نمودند، مشاهده کردند که فرکانس نور دریافت شده نسبت به فرکانس نور تابیده شده، به میزان ۲/۵۷ در ده به توان منفی پانزده، افزایش داشته است که با اختلاف بسیار کمی، همان عددی بود که نسبیت عام پیش بینی کرده بود.
این آزمایش نشان میدهد که نور (و دیگر امواج الکترومغناطیس) نیز تحت تاثیر گرانش قرار میگیرد.