【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間？】據國外媒體報導，出於某些原因，當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時，通常使用“年”進行測量和描述，我們是否有更好的方法來測量宇宙時間？
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間？】據國外媒體報導，出於某些原因，當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時，通常使用“年”進行測量和描述，我們是否有更好的方法來測量宇宙時間？
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
#为什么不把月圆之夜定为月初#
因为人们对零量的敏感程度比非零量要远远敏感。
也就是现在最高票答案里说的“便于观测”。
全黑和满月，显然前者更加容易分辨，所以我们把全黑的日子拿来作为一个标度。
这个实际上就是物理学中“示零法”的思想来源。
补充一些关于示零法的内容吧。
示零法是通过外在的补偿，使得被测量在结果上显示出0结果，由于人和仪器对于结果是否为零具有较高的分辨能力，故示零法拥有较高的实验精度。
——摘自王澜涛《示零法及其误差》，《物理实验》，第九卷第六期，1989.12
示零法在实验室中有着广泛的应用，例如常见的天平就是一种示零装置。大学一年级电学实验中使用过的惠斯通电桥也是一种典型的示零装置。
由于示零法可以提高实验精度，减小实验误差的特点，它也被运用在很多经典物理实验中。下面介绍几个电磁学中经典的示零实验。
1773年，卡文迪许用两个同心金属球壳做实验，发现了电荷间的作用规律，从而验证了静电力的平方反比率。他的实验装置如下：
外面的球壳由两个半球组成,两个外半球合起来正好包裹起内球壳。内外两个球通过一根导线连着。外球壳带电后,取走导线,再打开外球壳,使用验电器来检查内球壳是否带电.结果验电器显示测不到内球上的电荷。
卡文迪许重复了多次实验,最后确定静电力服从平方反比定律。当时他实验的精度达到了δ<2×10-2
,跟库伦验证库伦定律的精度相当。但是库伦采用的是直接测量的方法，而卡文迪许运用了示零法，故随着实验能力的提升，后人采用并改进了卡文迪许的方法，使平方反比律的实验精度越来越高，目前已达到10-17
这一量级。
1821～1825年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验推导出两个电流元之间的相互作用力公式。实验一：他将一根导线对折起来，通以电流，再用“无定向秤”观测其受力情况。实验结果表明，通电对折导线所受合力为零。他由此得到了：强度相同的方向相反的电流之间的作用力大小相等，方向相反。实验二：他将上述实验中对折导线的一根绕成螺旋线，通以电流，再用无定向秤观测其受力情况，发现对折导线所受合力仍为零。安培认为，通以电流的螺旋线可以看成是由许多电流元组成的，通电螺旋线所受到的力应是各电流元所受力的矢量叠加。他对这一实验进行分析和计算证明了：电流元具有矢量性质。实验三：他将通以电流的一圆弧形导线架在水银槽上，然后用各种线圈对它进行作用，发现不能使其沿电流方向发生运动。他由此推断，作用在电流上的力是与电流垂直的。实验四：他做了1、2、3三个相似的线圈，使它们的线度之比与三个线圈间距离之比一致。通以电流后发现，1、3两个线圈对线圈2的作用的合力为零。他由此得到：电流元长度和它们间的距离增加同一倍数时，作用力不变。
由这四个实验加上他的假说：两个电流源之间的相互作用力沿他们的连线。安培就推导出了电流元之间的作用力的表达式，也就是安培定律。
1897年居里夫人在对放射线的测量实验中用到了石英晶体压电秤。石英晶体压电秤的原理是运用石英晶体的压电效应与放射性物质的电离效应相互补偿，通过压电效应测量电离电流，从而对放射性强度进行比较。其装置如下：
图中的Q为压电晶体，下面挂上砝码，通过改变砝码可以改变砝码受到的拉力和晶体两侧的电荷量。AB是一对电容器极板，B板上放有放射性物质，发出辐射导致AB之间空气电离。E是一个静电计，在这里作为指示计示零。调节砝码质量，使得E的示数为零，即可通过压电效应得知放射性强度。居里夫人采用这种精确的方法，得到了非常多准确的数据。
除了电学实验，示零法在物理学其他实验中也有应用。其中最典型的例子当属厄缶验证惯性质量与引力质量的实验。在厄缶之前，人们是通过自由落体运动和单摆运动来验证二者相等的，但它们的实验精度都很低。厄缶持续做了25年的实验，他采用扭秤方法，把动态实验改为静态实验，直接比较两个物体的惯性质量和引力质量，从而大大地提高了实验精度。他的实验装置如下：
他将一根横杆悬挂在细线下，两端对称地固定着材料不同、但质量相同的重物A和B。这两种重物都会受到重力（与引力质量成正比）和地球自转造成的离心力（与惯性质量成正比）。M引与M惯成相等或成正比，那么AB所受离心力相等，力矩抵消，扭秤处于平衡状态。若M引与M惯不成正比，那么扭秤不再平衡，发生扭转。厄缶用望远镜对准悬丝上的小反射镜，观察望远镜上方的短刻度标尺，从而测量偏转角。为了避免系统误差，厄缶还将横杆转180°，换一个方向测量。1889年厄缶得到的第一次结果，实验精度达η≤5×10-8。1980年得到第二次结果，η=3×10-9，后一结果直到厄缶死后三年才正式发表。这一实验意义深远，爱因斯坦挖掘出其背后的含义，提出了等效原理，作为广义相对论的基础。
因为人们对零量的敏感程度比非零量要远远敏感。
也就是现在最高票答案里说的“便于观测”。
全黑和满月，显然前者更加容易分辨，所以我们把全黑的日子拿来作为一个标度。
这个实际上就是物理学中“示零法”的思想来源。
补充一些关于示零法的内容吧。
示零法是通过外在的补偿，使得被测量在结果上显示出0结果，由于人和仪器对于结果是否为零具有较高的分辨能力，故示零法拥有较高的实验精度。
——摘自王澜涛《示零法及其误差》，《物理实验》，第九卷第六期，1989.12
示零法在实验室中有着广泛的应用，例如常见的天平就是一种示零装置。大学一年级电学实验中使用过的惠斯通电桥也是一种典型的示零装置。
由于示零法可以提高实验精度，减小实验误差的特点，它也被运用在很多经典物理实验中。下面介绍几个电磁学中经典的示零实验。
1773年，卡文迪许用两个同心金属球壳做实验，发现了电荷间的作用规律，从而验证了静电力的平方反比率。他的实验装置如下：
外面的球壳由两个半球组成,两个外半球合起来正好包裹起内球壳。内外两个球通过一根导线连着。外球壳带电后,取走导线,再打开外球壳,使用验电器来检查内球壳是否带电.结果验电器显示测不到内球上的电荷。
卡文迪许重复了多次实验,最后确定静电力服从平方反比定律。当时他实验的精度达到了δ<2×10-2
,跟库伦验证库伦定律的精度相当。但是库伦采用的是直接测量的方法，而卡文迪许运用了示零法，故随着实验能力的提升，后人采用并改进了卡文迪许的方法，使平方反比律的实验精度越来越高，目前已达到10-17
这一量级。
1821～1825年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验推导出两个电流元之间的相互作用力公式。实验一：他将一根导线对折起来，通以电流，再用“无定向秤”观测其受力情况。实验结果表明，通电对折导线所受合力为零。他由此得到了：强度相同的方向相反的电流之间的作用力大小相等，方向相反。实验二：他将上述实验中对折导线的一根绕成螺旋线，通以电流，再用无定向秤观测其受力情况，发现对折导线所受合力仍为零。安培认为，通以电流的螺旋线可以看成是由许多电流元组成的，通电螺旋线所受到的力应是各电流元所受力的矢量叠加。他对这一实验进行分析和计算证明了：电流元具有矢量性质。实验三：他将通以电流的一圆弧形导线架在水银槽上，然后用各种线圈对它进行作用，发现不能使其沿电流方向发生运动。他由此推断，作用在电流上的力是与电流垂直的。实验四：他做了1、2、3三个相似的线圈，使它们的线度之比与三个线圈间距离之比一致。通以电流后发现，1、3两个线圈对线圈2的作用的合力为零。他由此得到：电流元长度和它们间的距离增加同一倍数时，作用力不变。
由这四个实验加上他的假说：两个电流源之间的相互作用力沿他们的连线。安培就推导出了电流元之间的作用力的表达式，也就是安培定律。
1897年居里夫人在对放射线的测量实验中用到了石英晶体压电秤。石英晶体压电秤的原理是运用石英晶体的压电效应与放射性物质的电离效应相互补偿，通过压电效应测量电离电流，从而对放射性强度进行比较。其装置如下：
图中的Q为压电晶体，下面挂上砝码，通过改变砝码可以改变砝码受到的拉力和晶体两侧的电荷量。AB是一对电容器极板，B板上放有放射性物质，发出辐射导致AB之间空气电离。E是一个静电计，在这里作为指示计示零。调节砝码质量，使得E的示数为零，即可通过压电效应得知放射性强度。居里夫人采用这种精确的方法，得到了非常多准确的数据。
除了电学实验，示零法在物理学其他实验中也有应用。其中最典型的例子当属厄缶验证惯性质量与引力质量的实验。在厄缶之前，人们是通过自由落体运动和单摆运动来验证二者相等的，但它们的实验精度都很低。厄缶持续做了25年的实验，他采用扭秤方法，把动态实验改为静态实验，直接比较两个物体的惯性质量和引力质量，从而大大地提高了实验精度。他的实验装置如下：
他将一根横杆悬挂在细线下，两端对称地固定着材料不同、但质量相同的重物A和B。这两种重物都会受到重力（与引力质量成正比）和地球自转造成的离心力（与惯性质量成正比）。M引与M惯成相等或成正比，那么AB所受离心力相等，力矩抵消，扭秤处于平衡状态。若M引与M惯不成正比，那么扭秤不再平衡，发生扭转。厄缶用望远镜对准悬丝上的小反射镜，观察望远镜上方的短刻度标尺，从而测量偏转角。为了避免系统误差，厄缶还将横杆转180°，换一个方向测量。1889年厄缶得到的第一次结果，实验精度达η≤5×10-8。1980年得到第二次结果，η=3×10-9，后一结果直到厄缶死后三年才正式发表。这一实验意义深远，爱因斯坦挖掘出其背后的含义，提出了等效原理，作为广义相对论的基础。
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