فرضيه نسبيت انيشتين که وي آن را در سال 1905ميلادي ارائه کرد ميگويد ساعتهايي که به سرعت تغيير مکان داده ميشوند از ساعتهايي که درمکان ثابت و با ساخت همسان هستند، آهستهتر کار ميکنند. اين پديده که به صورت تحت لفظي «کشآمدن زمان» ناميده ميشود احتمالا يکي از نتايج اعجاببرانگيز تئوري انيشتين در مورد فضا و زمان ميباشد.
اينکه مدت يک ثانيه بايستي به سرعت حرکت خود ساعت بستگي داشته باشد از لحاظ حسي قابل تصور نيست و با تجارب همه روز ما همخواني ندارد با اين وجود «انبساط زمان» يک واقعيت است که در سال 1971 توسط ساعتهاي اتمي در داخل هواپيماهاي پرسرعت ثابت گرديد. با اين وجود فيزيکدانان آلماني ميخواستند اين موضوع را دقيقتر بررسي کنند. قلب تپنده انستيتوي فيزيک هستهاي ماکس پلانک يک دستگاه شتابدهنده ذرات است که در سالني بزرگ به اندازه جايگاه نگهداري هواپيماها قرار گرفته است. در آنجا يک قفس فارادي وجود دارد که درون آن يک منبع يوني جاي گرفته است، در درون تانکي نارنجي رنگ و به شکل يک سوسيس بسيار بزرگ، يک جريان الکتريکي فشار قوي يونهاي عنصر ليتيوم را تحريک کرده و به ميزان 19هزار کيلومتر در ثانيه به شتاب در ميآورد. اين سرعت که برابر يک ششم سرعت نور ميباشد کافي است که آنها بتوانند در طي 2ثانيه يکبار به دور زمين بگردند. براساس فرضيه نسبيت انيشتين بايستي ساعت دروني ذرات پرسرعت يونها، آهستهتراز يک ساعت مچي کار کند، براساس نظريه انيشتين تقريبا 002/1 مرتبه آهستهتر، يعني 2هزارم ثانيه آهستهتر از ساعتهاي آزمايشگاه و فيزيکدانان آلماني ميتوانند به وسيله اسپکتروسکوپ ليزري اين فاکتور را تا رقم دهم بعد از مميز نيز محاسبه کنند.
سفر يونهاي ليتيوم در سالن جانبي انستيتو ماکس پلانک خاتمه مييابد. در اين محل مغناطيسهاي قوي اين يونها را وادار ميکنند تا در مداري دايرهاي حرکت کنند. اين لوله دايرهاي مانند آلومينيومي، 55متر درازا و در درون آن يونها با شتاب 330 هزار دور در ثانيه در حرکت هستند. به علت زيادبودن تعداد سيمپيچها، کابلها و ديگر وسايل الکترونيکي، خود اين لوله خالي از هوا را به زحمت ميتوان ديد. اين ذرات خود به عنوان يک ساعت کار ميکنند. به اين صورت که آنها ميتوانند نوسان داشته باشند. کار يک ساعت، هميشه برپايه يک سيستم نوسانکننده ميباشد. در يک ساعت پاندولدار، پاندول ساعت است که نوسان ميکند و در يک ساعت کوارتز، کريستال کوارتز، اين حرکت را انجام ميدهد. اتمها و الکترونهاي درون آنها نيز ميتوانند نوسان داشته باشند. اين ذرات در مقايسه با يک کريستال کوارتز با سرعت بيشتري نوسان ميکنند. همين امر اين اجازه را ميدهد که بتوان زمان را با دقت بسياري سنجيد. فيزيکدانان براي محاسبه اين زمان از اشعه ليزر استفاده ميکنند. به اين ترتيب پژوهشگران پوشش الکتروني يونهاي شتابدار ليتيوم را هدف قرار داده و آنها را براي نوسانات مشخصي تحريک ميکنند. در اين حالت يونهاي مزبور نور فلوئورسانس از خود متصاعد ميکنند که نشاندهنده آن است که ساعت دروني آنها با چه سرعتي در حال کارکردن ميباشند. در زيرزمين موسسه ماکسپلانک، زير نوري ضعيف و در پس يک پرده پلاستيکي سياه رنگ، يک ميز به بزرگي ميز پينگپنگ قرار دارد. دستگاه بزرگ ليزر و شمار زيادي عدسي و آينه، بر اين ميز جاي گرفتهاند. تنها سوارکردن اين سيستم دقيق نوري 3 سال تمام، زمان نياز داشت. تاکنون کارشناسان آلماني موفق شدهاند فرمول انيشتين را با دقت 10رقم بعد از مميز نيز تاييد کنند. اما آنها قصد دارند به زودي، اين آزمايشها را با دستگاه قويتري به انجام برسانند.