در سال ۱۹۷۱، فیزیکدان آمریکایی جوزف کارل هافله و منجم آمریکایی ریچارد ای کیتینگ با استفاده از ساعت‌های اتمی سزیمی، آزمایش مهم و جالبی به منظور بررسی نسبیت اینشتین طراحی کردند که به آزمایش هافله-کیتینگ معروف است.
در این آزمایش از چهار ساعت اتمی سزیمی استفاده شد.
آن‌ها دو ساعت اتمی در رصدخانه‌ی نیروی دریایی ایالات متحده واقع در واشنگتن دی سی مستقر کردند. سپس دو ساعت اتمی دیگر با این دو ساعت سینک شد. این ساعت‌های اتمی بر یک هواپیمای مسافربری سوار شد و این هواپیمای مسافربری یک بار به سمت شرق پرواز کرد و بار دیگر به سمت غرب پرواز کرد.
زمانی که هواپیما با چرخش کامل به دور کره‌ی زمین به رصدخانه‌ی نیروی دریایی بازگشت، این ساعت‌ها سه زمان مختلف را نشان می‌دادند.
زمان ساعتی که در رصدخانه باقی مانده بود، زمان ساعتی که به سمت شرق پرواز کرده بود و زمان ساعتی که به سمت غرب پرواز کرده بود.
نتایج این آزمایش به خوبی با پیش‌بینی‌های نسبیت خاص و نسبیت عام اینشتین همخوانی داشت.
ساعت‌هایی که به سمت شرق پرواز کرده بود، نسبت به ساعت‌های موجود در رصدخانه در واشنگتن دی سی، ۵۹ نانوثانیه عقب افتاده بودند و ساعت‌هایی که به سمت غرب پرواز کرده بود، از این ساعت ۲۷۵ نانوثانیه جلو افتاده بودند.
در صورتی که در مرکز زمین بایستیم و به حرکت رصدخانه و دو هواپیما بنگریم، با توجه به اینکه جهت چرخش زمین از غرب به شرق است، هواپیمایی که به سمت شرق پرواز می‌کند، سرعت بیشتری نسبت به رصدخانه داشته و هواپیمایی که به سمت غرب حرکت می‌کند، سرعت کمتری نسبت به رصدخانه دارد.
با توجه به نسبیت خاص اینشتین، زمان برای شخصی که با سرعت بیشتری حرکت می‌کند، نسبت به شخصی که ساکن است، آهسته‌تر می‌گذرد. همچنین با توجه به نسبیت عام اینشتین، زمان در ارتفاع بیشتر، سریع‌تر از زمان در ارتفاع کمتر می‌گذرد. پیش از اختراع ساعت‌های اتمی، با توجه به خطای زیاد ساعت‌های پیشین، آزمایش این دو(نسبیت خاص و نسبیت عام) با یکدیگر ممکن نبود.
تصویر: هافله و کیتینگ به همراه ساعت‌های اتمی در هواپیمای مسافربری
این آزمایش یکی از ارزان‌ترین آزمایشات صورت گرفته برای بررسی نسبیت عام به حساب می‌آید. بودجه‌ای که آن‌ها برای این آزمایش دریافت کردند تنها ۸۰۰۰ دلار بود که ۷۶۰۰ دلار آن مربوط به بلیط‌های ۸ پرواز به دور دنیا بود. در هر پرواز دو صندلی به “Mr. Clock” اختصاص داشت. با این حال برای هافله یک سال طول کشید تا بودجه‌ی موردنیاز برای انجام این آزمایش را دریافت کند. سرانجام هافله پس از ملاقات با کیتینگ که در رصدخانه‌ی نیروی دریایی روی ساعت‌های اتمی کار می‌کرد، توانست برای این آزمایش بودجه دریافت کند.
خیلی جالب و مفید بود. تشکر
بسیار متشکرم