CHÚNG TA ĐO ĐẠC NHƯ THẾ NÀO?
Lịch sử vật lý trong một mức độ đáng kể là việc nghĩ ra và thực hiện các phương cách đo mới. Dưới đây là một vài ví dụ về các phép đo độ dài, khoảng cách và kích cỡ.
Hãy hình dung bạn đang đứng bên cạnh chân một cây cột cao trên đó có treo một chiếc đèn lồng. Bạn đứng cách đèn lồng bao xa? Bạn hãy đi lại phía đèn vài bước chân - góc giữa đường nằm ngang và phương tới đèn lồng sẽ thay đổi. Nếu đo khoảng cách mà bạn đã di chuyển (được gọi là đáy) và góc mà ta nhìn đèn lồng từ điểm đầu và điểm cuối, thì sau khi giải bài toán tam giác (biết một cạnh và hai góc của nó) bạn sẽ tìm được khoảng cách tới đèn.
Người ta đã làm đúng như thế để đo khoảng cách tới các vì sao. Song vì các khoảng cách này lóng nên ta phải lấy đáy tam giác sao cho lớn nhất trong khả năng có thể (các điểm khác nhau trên quỹ đạo của Trái Đất) cũng như dùng các đơn vị độ dài nằm ngoài hệ đơn vị đo - pacsec và năm ánh sáng. Đơn vị thiên văn đo độ dài (viết tắt là đ.v.t.v. hoặc theo tiếng Anh là a.u.) là kích thước dài của bán trục lớn của quỹ đạo Trái Đất, bằng 1,496. 108 km. Góc 
mà theo đó từ ngôi sao ta nhìn bán trục lớn R của quỹ đạo Trái Đất được gọi là thị sai năm (thị sai lượng giác). Nếu góc bằng 1'' thì khoảng cách tới ngôi sao có 3,086.1013km. Khoảng cách này được gọi là pacsec (parsec là từ viết tắt của parallax = thì sai và second = giây). Nên có thể hiểu pacsec là khoảng cách mà ở đó thị sai bằng 1''.
Một pacsec (pc) bằng 206265 đ.v.t.v. và bằng 3,262 năm ánh sáng. Còn năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong chân không sau một năm Trái Đất. Pacsec, năm ánh sáng và đ.v.t.v. được sử dụng rộng rãi trong thiên văn học.
Mặc dầu phương pháp thị sai về nguyên tắc rất đơn giản và đã được biết đến từ xa xưa, song những phép đo đầu tiên khoảng cách tới các vì sao gần nhất mới chỉ được thực hiện vào năm 1837 bởi Vasili Yakovlevich (Friedrich Georg Wilhelm) Struve người Nga gốc Đức ở thành phố Derpt (nay là Tartu thuộc Extônia) và vào năm 1838 bởi Friedrich Wilhelm Bessel người Đức ở Konigsberg (nay là Kaliningrad). Thì ra ngôi sao gần nhất với hệ Mặt Trời là Cận Tinh chòm Nhân Mã (Proxmima Centauri) có thị sai 0,762'' và do đó ở cách chúng ta l,31 pc tức 4,22 năm ánh sáng. Nếu ta nhìn một đồng tiền xu có đường kính 1cm từ điểm cách nó 2 km thì kích thước góc của mặt xu sẽ gần bằng l''. Ngay cả những phương pháp đo góc hiện đại cho độ chính xác cỡ 0,01'' cũng chỉ cho phép ta đo đạc một cách tin cậy các khoảng cách tới những ngôi sao nằm cách chúng ta vài chục pacsec (sai số tương đối khi đo các khoảng cách cỡ 100pc lên tới 50%). Vì đường kính Thiên Hà của chúng ta khoảng 30 kpc 1kpc = 1000pc) nên rõ ràng là bằng phương pháp thị sai chỉ có thể đo được các khoảng cách đến một số không lớn các vì sao.
Để đo các khoảng cách lớn hơn 100pc người ta dùng phương pháp trắc quang. Các nghiên cứu về những ngôi sao gần ta nhất cho thấy: phổ phát xạ của một ngôi sao (được quyết định bởi nhiệt độ trên bề mặt của nó) và năng lượng do nó bức xạ ra (độ sáng) liên hệ với nhau theo quy luật. Dựa vào phổ bức xạ của các ngôi sao người ta tìm được độ sáng (tức độ trưng) của chúng. So sánh độ sáng này với độ chói biểu kiến (nhìn thấy) của ngôi sao - đại lượng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tới ngôi sao - ta đánh giá được khoảng cách này. Bằng phương pháp trắc quang, người ta đo được khoảng cách không chỉ tới các ngôi sao sáng rõ trong Thiên Hà của chúng ta mà cả tới các ngôi sao sáng nhất trong các thiên hà khác nằm cách chúng ta hàng triệu pacsec.
Việc đánh giá khoảng cách đến các thiên hà xa hơn nữa và tới các chuẩn tinh (quasar) được dựa trên hiệu ứng Doppler. Nếu một nguồn bức xạ ánh sáng với tần số v0 đi ra xa chúng ta với vận tốc v thì tần số của ánh sáng được ta cảm nhận sẽ là v
Ở đó 
là tỷ số giữa vận tốc chuyển động của nguồn và vận tốc ánh sáng.
Nếu nguồn sáng và người thu nhận dịch chuyển lại gần nhau, thì bước sóng quan sát được trở nên nhỏ hơn, các photon ''trở thành xanh'' (sự thay đổi tần số được cho bởi công thức cho trên đây, song ở đó phải đổi dấu vận tốc).
Biết tần số ánh sáng mà các nguyên tử bức xạ (phổ bức xạ của các nguyên tố khác nhau hoàn toàn khác nhau) và tần số mà người quan sát trên Trái Đất cảm nhận được được phát ra từ các nguyên tử ở một thiên hà xa xôi, ta có thể xác định được vận tốc chuyển động của nó.
Các nghiên cứu về các thiên hà nằm gần ta nhất, mà khoảng cách tới chúng có thể xác định được bằng phương pháp trắc quang, chứng tỏ rằng chúng đang đi ra xa chúng ta (các tần số quan sát được giảm xuống, còn các bước sóng tăng lên, ''trở nên đỏ'') với vận tốc tỷ lệ với khoảng cách tới chúng. Hệ số tỷ lệ được gọi là hằng số Hubble.
Nếu giả thiết rằng quy luật này là đúng thì đối với các thiên hà ở xa hơn ta có thể tìm được khoảng cách tới chúng nhờ sự dịch chuyển về phía đỏ của phổ bức xạ. Các khoảng cách đo được bằng phương pháp này đối với những vật thể nằm xa nhất trong Vũ Trụ cách chúng ta tới hàng tỉ năm ánh sáng. Vào năm 1999 các nhà thiên văn Mỹ đã ghi nhận được một vật thể vũ trụ rất xa. Nếu giả thiết rằng toàn bộ sự dịch về phía đỏ do hiệu ứng Doppler gây ra thì vận tốc của vật thể này phải vào cỡ 0/967 vận tốc ánh sáng. Còn ánh sáng, mà ngày nay ta quan sát được do vật thể này phát ra khi tuổi của Vũ Trụ nhỏ hơn tuổi ngày nay của nó tới 20 lần.
Như vậy, tất cả các phương pháp đo những khoảng cách lớn bằng cách này hay cách khác đều liên quan tới ánh sáng. Song trong các điều kiện trên Trái Đất, người ta đều dùng các phép đo có sử dụng bức xạ điện từ. Các máy định vị vô tuyến và các telemet (trắc viễn kế) laze giúp ta dựa vào thời gian lan truyền của tín hiệu điện từ để đo được khoảng cách tới vật thể vũ trụ. Phương pháp này được áp dụng cho các khoảng cách lớn nếu dùng các laze công suất và thiết bị ghi đo có độ nhậy cao.
Mọi người đều đã nhìn thấy các hoa văn ngũ sắc của ánh sáng phát ra từ bề mặt của một lớp dầu mỏng. Có hiện tượng màu này mạnh lên, màu kia yếu đi là do sự giao thoa giữa các tia sáng bị phản xạ ở mặt trên và mặt dưới của lớp dầu mỏng. Nếu các tia phản xạ từ các mặt này có pha giống nhau thì cường độ của tia sáng có bước sóng đó được tăng cường, nếu các tia sáng lệch pha một nửa bước sóng chúng sẽ dập tắt lẫn nhau. Nhờ đó ta giải thích được màu lấp lánh ngũ sắc của bong bóng xà phòng. Khi biết màu nào được tăng cường, màu nào bị yếu đi ta có thể đo chính xác được độ dày của màng mỏng, nó thường vào cỡ 1 micrômet, nghĩa là cỡ bước sóng của ánh sáng khả kiến (nhìn thấy được). Phương pháp này còn cho phép ta đo được các khoảng cách cỡ 1 (angstrom = 10-10m) giữa các mặt phẳng ở đó có chứa các nguyên tử của các tinh thể. Tuy nhiên muốn làm được việc đó ta phải dùng một bức xạ điện từ có bước sóng cỡ các khoảng cách phải đo nghĩa là phải dùng bức xạ Roentgen.
Ta sẽ gặp phải các khoảng cách còn nhỏ hơn nữa khi nghiên cứu các hạt nhân nguyên tử và các hạt cơ bản. Nếu các hạt đi qua vật chất thì xác suất tán xạ phụ thuộc vào kích thước các hạt và nguyên tử. Nếu tất cả chúng là hạt điểm sẽ không quan sát được hiện tượng tán xạ. Song hiện tượng này vẫn xảy ra hơn nữa lại còn diễn ra như thể bán kính của các proton và,nơtron giống nhau và bằng cỡ 10-15m. Bán kính các hạt nhân nguyên tử nằm trong khoảng 10-15-10-14m. Như vậy, các phương pháp đo khác nhau cho phép tìm được các khoảng cách chênh lệch nhau tới gần 40 bậc.
Ngoài việc đo các khoảng cách và khoảng thời gian lớn và bé, đóng vai trò to lớn trong vật lý còn là phép đo các hằng số phổ dụng: điện tích e và khối lượng m của electron, hằng số hấp dẫn G, vận tốc truyền bức xạ điện từ trong không gian tự do c và hằng số Planck 
. Đặc biệt quan trọng là đo giá trị của tổ hợp các hằng, được gọi là hằng số Rydberg R.
Như có thể suy ra từ các lý thuyết hiện đại mô tả nguồn gốc của Vũ Trụ,một sự thay đổi nhỏ nhất của R, nghĩa là một sư thay đổi nhỏ nhất trong quan hệ giữa các hằng số phổ quát cũng có thể dẫn tới một tiến trình phát triển hoàn toàn khác của vũ trụ.
HỆ CGS
Các đơn vị cơ bản của hệ này là xăngtimet, gam, giây. Các đơn vị đo vận tốc, gia tốc, lực, công được xây dựng giống như ở hệ SI. Nhưng khác với hệ SI, các đơn vị điện ở đây được đưa vào như những đơn vị dẫn xuất. Đơn vị điện tích được lấy là lượng điện tích của mỗi một trong hai điện tích điểm giống nhau trong chân không tác dụng lên nhau 1dyn lực khi được đặt nằm cách nhau 1cm. Đơn vị nhiệt độ (kenvin), đơn vị quang thông (lumen) và đơn vị lượng vật chất (mol) trong hệ CGS là các đơn vị cơ bản. Hệ này hầu như không được dùng trong kỹ thuật, nhưng được dùng trong vật lý và đặc biệt thuận tiện khi mô tả các hiện tượng điện từ.
HỆ ĐƠN VỊ QUỐC TẾ SI
Hệ đơn vị quốc tế các đại lượng vật lý SI (viết tắt từ tiếng Pháp Système international) được thông qua tại Đại hội quốc tế lần thứ 11 về cân đo (năm 1960). Trong hệ này có bảy đơn vị cơ bản. Ba đơn vị - thời gian (giây), độ dài (mét) và khối lượng (kilôgam) đã được xác định trên đây. Bốn đơn vị còn lại là các đơn vị về cường độ dòng điện (ampe), nhiệt độ (kenvin), lượng chất (mol) và cường độ ánh sáng (canđela).
Khi định nghĩa mét cũng như khi định nghĩa ampe các hệ số bằng số được đưa vào để có được sự gần giống nhau nhất giữa các đơn vị được chấp nhận trong hệ SI và các đơn vị còn đang được lưu hành rộng rãi trong thực tiễn và đó chính là mặt mạnh của hệ này. Người ta đã đề nghị thay đổi đơn vị đo thời gian bằng cách chia 1 giờ thành 100 phút, một phút thành 100 giây v.v. . . Nhưng khi đó cũng khó lòng mường tượng được việc phải làm lại tất cả các đồng hồ trên thế giới. Cái giá phải trả cho những thuận tiện được chấp nhận là những bất tiện xuất hiện trong lý thuyết điện từ chẳng hạn. Ở đây phải đưa vào các hằng số điện và từ mà đôi khi người ta gọi nó một cách hoàn toàn không cần thiết là độ thẩm điện môi và độ thẩm từ của chân không. Độ cảm ứng điện và cường độ điện trường, trùng nhau trong chân không, trong hệ SI không chỉ có các giá trị khác nhau mà còn có các thứ nguyên khác nhau. Với cường độ từ trường và độ cảm ứng từ cũng có tình trạng tương tự.
PHÉP PHÂN TÍCH THỨ NGUYÊN
Ngoài bảy đơn vị cơ bản, hệ đơn vị quốc tế (SI) còn có rất nhiều đơn vị dẫn xuất. Các đơn vị dẫn xuất được tạo ra từ các đơn vị cơ bản nhờ các công thức và các phương trình liên kết các đại lượng tương ứng với nhau.
Đơn vị của các đại lượng vật lý được ký hiệu bằng các móc vuông, ví dụ: [s]= 1m là đơn vị độ dài, [m] = 1kg là đơn vị khối lượng.
Hệ thức biểu thị đơn vị của một đại lượng vật lý qua các đơn vị cơ bản xác định thị nguyên của đại lượng này. Khi thiết lập thứ nguyên, người ta dùng các quy tắc đơn giản: thứ nguyên của tích (hoặc tỷ số) các đại lượng bằng tích (hoặc tỷ số) các thứ nguyên của chúng. Như vậy, thứ nguyên của lực bằng: [F] = [ma] = [m][a] = kg.m. s-2
Các đại lượng vật lý có thứ nguyên bằng 1 được gọi là các đại lượng không thứ nguyên. Ví dụ, chiết suất tuyệt đối của môi trường là một đại lượng không thứ nguyên. Nó xác định tỷ số vận tốc ánh sáng trong chân không và trong môi trường này.
[n] = [c/v] = [c]/[v] = (m/s) / (m/s) = 1
Ta chỉ có thể cộng và trừ các đại lượng có thứ nguyên giống nhau. Chẳng hạn, tổng 3kg + 2 giờ là vô nghĩa. Đẳng thức 5m = 5J cũng vô nghĩa nốt. Thứ nguyên của hai vế của một đẳng thức bất kỳ trong vật lý phải giống nhau. Đòi hỏi này là cơ sở cho phương pháp phân tích thứ nguyên, được áp dụng, thứ nhất để kiểm tra nhanh tính đúng đắn của các công thức thu được khi giải các bài toán và, thứ hai, để thiết lập dạng phụ thuộc chưa biết trước giữa các đại lượng khác nhau. Bây giờ ta minh họa những điều vừa nói bằng các ví dụ đơn giản. Giả định rằng do nghiên cứu chuyển động đều theo vòng tròn, ta thu được biểu thức
a = v3R
đối với cường độ (môđun) của gia tốc hướng tâm. Hệ thức này có đúng không? Để xác minh điều đó, ta hãy kiểm tra công thức theo điều kiện thứ nguyên hai vế phải bằng nhau.
[a] = m.s-2; [v3R] = (m.s-1)3m = m2s-3
Hai thứ nguyên này không bằng nhau, có nghĩa là công thức a = v3R không đúng.
Bây giờ ta thử thiết lập sự phụ thuộc đúng của gia tốc hướng tâm vào vận tốc chuyển động và bán kính vòng tròn mà vật chuyển động trên đó. Muốn thế, ta biểu diễn gia tốc dưới dạng
a = vxRy (1)
Ở đây x và y là các chỉ số lũy thừa chưa biết đang cần được xác định. Các giá trị x = 3, y = 1 như ta thấy trên đây là không đúng. Các giá trị đúng của chúng bằng bao nhiêu? Để trả lời câu hỏi này, ta so sánh thứ nguyên của hai vế trong phương trình (1).
m.s-2 = (ms-1)x (m)y
hay: m.s-2 = m x+y.s-x
So sánh các chỉ số lũy thừa ở các thông số mét và giây ở hai hệ phương trình
1 = x + y, -2 = -x
Giải ra, ta được x = 2, y = -1. Đặt các giá trị thu được vào công thức (1) cho ra
(2)
Đó chính là công thức đúng.
Có điều chú ý rằng ta mới chỉ xác định sự phụ thuộc của a vào v và R chính xác tới một hệ số không thứ nguyên và không đổi. Vì thế mà nếu ta nhân vế phải đẳng thức (2) với một số không thứ nguyên k nào đó, thì đẳng thức các thứ nguyên của cả hai vế vẫn giữ nguyên như cũ. Do đó, thực ra ta đã chứng minh được rằng a = kv2/R, ở đó giá trị k không thể xác định được bằng phương pháp phân tích thứ nguyên. Tuy nhiên, những tính toán chặt chẽ cho thấy rằng trong trường hợp này k = 1 và do vậy công thức (2) là đúng.
Ta xét thêm một ví dụ nữa. Dùng phương pháp phân tích thứ nguyên để thiết lập sự phụ thuộc của chu kỳ dao động tự do của một con lắc toán học vào các thông số của nó. Các thông số này gồm khối lượng con lắc m, độ dài dây treo l cũng như gia tốc rơi tự do g, đặc trưng cho trường hấp dẫn ở nơi con lắc dao động.
Ta biểu diễn chu kỳ dao động dưới dạng
T ~ mxlygz
Thứ nguyên của vế trái và vế phải của biểu thức này phải bằng nhau.
s = (kg)x (m)y(m.s-2)z
hay (kg)0(m)0(s)1 = (kg)x (m)y+z (s)-2z
So sánh các chỉ số lũy thừa ở kg, mét và giây, ta được hệ phương trình
O = x O = y + z 1= -2z
Giải ra, ta tìm được x = 0, y = 1/2, z = -1/2. Như vậy
Hệ số tỷ lệ trong biểu thức này không thể xác định được bằng phương pháp phân tích thứ nguyên (theo tính toán nó bằng 2n). Tuy nhiên ta đã phát hiện được là chu kỳ dao động của con lắc toán học không phụ thuộc vào khối lượng của nó! Đặc biệt là ta đã thu được một kết quả bất ngờ đến thế (chính vì, như ở con lắc lò xo, chu kỳ dao động lại phụ thuộc vào khối lượng của nó) mà không phải dùng đến bất kỳ một đình luật vật lý nào cả.
Chính sức mạnh tiên đoán này làm cho phương pháp phân tích thứ nguyên trở thành một công cụ mạnh mẽ trong việc nghiên cứu các hiện tượng vật lý khác nhau, đặc biệt là trong các trường hợp khi mà phép tính toán chính xác hoặc việc đo các đại lượng vật lý nào đó rất khó thực hiện hay thậm chí không thể thực hiện được.
CÀNG ÍT HƠN CÀNG TỐT HƠN
Số lượng nhỏ nhất các đại lượng phải lấy làm các đại lượng cơ bản để mô tả các kết quả thí nghiệm vật lý khác nhau bằng bao nhiêu? Có thể tưởng rằng tập hợp các đơn vị được Gauss nêu ra là nhỏ nhất. Tuy nhiên có thể dễ dàng giảm số lượng các đơn vị này.
Để làm đơn vị cơ bản về thời gian ta chọn giây. V có một vận tốc luôn luôn không đổi là vận tốc ánh sáng trong chân không, cho nên thật là hợp lôgic lếu ta lấy đơn vị độ dài là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong chân không trong một đơn vị thời gian. Chính vì vậy mà đơn vị độ dài trở thành một đơn vị dẫn xuất (vận tốc ánh sáng khi đó bằng đơn vị theo định nghĩa) và số lượng các đơn vị cơ bản rút về còn hai (thời gian bằng đơn vị theo định nghĩa) và số lượng các đơn vị cơ bản rút về còn hai (thời gian và khối lượng).
Còn có thể loại cả khối lượng khỏi số các đại lượng cơ bản. Muốn thế ta dùng định luật thứ hạt của Newton và định luật hấp dẫn Vũ Trụ. Vì ta đã lấy đơn vị thời gian làm đơn vị cơ bản và đưa đơn vị độ dài thành đơn vị dẫn xuất, nên đơn vị gia tốc cũng được xác định thư là đơn vị dẫn xuất (gia tốc bằng đơn vị nếu sau một đơn vị thời gian vận tốc của vật thể trong chuyển động nhanh dần đều biến đổi được một đơn vị vận tốc). Dùng hệ thức này có thể đưa ra định nghĩa cho đơn vị khối lượng: vật có khối lượng đơn vị sẽ truyền một gia tốc bằng đơn vị gia tốc cho một vật nhỏ bất kỳ nằm cách nó một khoảng cách một đơn vị độ đài. Như vậy chúng ta đã có thể xây dựng được hệ đơn vị trong đó chỉ có một đơn vị cơ bản là thời gian.
Các đơn vị này so với các đơn vị quen thuộc sẽ như thế nào? Đơn vị độ dài bằng cỡ 3.108m, đơn vị gia tốc bằng 3.108 m/s2, đơn vị khối lượng bằng 4,5.1018 kg. Việc dùng hệ đơn vị loại này trong đời sống và kỹ thuật không thuận tiện, điều đó thật rõ ràng. Khi xây dựng hệ đơn vị ta phải tìm một số lượng tối ưu các đơn vị cơ bản. Số đơn vị cơ bản càng nhiều, thì số hệ số xuất hiện trong các công thức càng lớn, tuy nhiên có thể làm cho các đơn vị này trở nên thuận tiện hơn trong sử dụng.
ĐO THỜI GIAN
Đặc trưng quan trọng của các hạt nhân nguyên tử và các hạt cơ bản là thời gian sống. Các vật thể của thế giới vi mô không biết lai lịch của mình. Hạt nhân urani - 238 hình thành vài tỷ năm về trước và sống sót cho mãi tới ngày nay cũng có cơ hội phân rã trong thời gian gần nhất y như một hạt nhân vừa mới được tổng hợp ngày hôm qua trong phòng thí nghiệm. Khác với các vật thể sinh học, hạt cơ bản ''già'' không có một khác biệt nào với hạt ''trẻ''.
Từ đó suy ra một quy luật đơn giản mô tả sự phân rã của các hạt nhân và các hạt cơ bản:
Trong đó No là số hạt hay hạt nhân ở thời điểm đầu t = 0, N là số hạt sống sót tới thời điểm t, còn 
là thời gian sống trung bình của loại hạt nhân hay hạt cơ bản này. Sau thời gian số các vật thể không bền vững (ý nói có khả năng phân rã) giảm đi e lần (e = 2,718).
Khi ta nói về sự phân rã của các hạt nhân nguyên tử thì thay cho thời gian sống , người ta dùng khái niệm chu kỳ bán rã
T1/2 = ln2. 
0,693
Sau khoảng thời gian bằng chu kỳ bán rã, số các hạt nhân phóng xạ giảm đi hai lần. Nếu chu kỳ bán rã của một hạt nhân nào đó cỡ vài giờ, vài ngày hay vài tháng thì về nguyên tắc xác định chu kỳ bán rã không khó. Nhưng khi thời gian sống của một chất đồng vị cỡ hàng tỉ hay hàng triệu năm, phương pháp đo này không thuận tiện, người ta xác định chu kỳ bán rã của các đồng vị sống lâu bằng cách đếm số phân rã trong một đơn vị thời gian của mẫu có chứa một số lượng hạt nhân biết trước N. Có thể tìm được số hạt nhân trong mẫu nếu biết trọng lượng của nó, biết khối lượng nguyên tử và số Avogadro. Từ định luật phân rã phóng xạ, ta suy ra rằng số phân rã trong đơn vị thời gian bằng
Bằng phương pháp này người ta đã đo được chu kỳ bán rã của nhiều đồng vị sống lâu. Độ nhạy của phương pháp cao tới mức người ta đo được các chu kỳ bán rã của giecmani ~ 76, vào cỡ bằng 1,5.1021 năm.
Khi đo các thời gian lớn, một đồng vị có chu kỳ bán rã đã biết có thể được dùng như một đồng hồ (ngoài ra các đồng hồ như thế chịu được trạng thái nhiệt độ, áp suất, gia tốc rất lớn mà không thay đổi ''tốc độ chạy''). Như vậy, thời kế urani cho ta một thông tin quí giá về lịch sử Vũ Trụ. Phần urani - 235 trong urani tự nhiên chỉ có 0,72%, trên 99% là urani -238. Chu kỳ bán rã của chúng lần lượt là 7.108 và 4,47.109 năm. Vào thời khắc khi diễn ra quá trình hình thành các nguyên tố nặng, nồng độ hai loại urani này gần bằng nhau. Sau khi giải một phương trình đơn giản, ta phát hiện được rằng, thời điểm này cách xa ngày nay tới khoảng 5 tỷ năm. Một phương pháp đẹp đẽ được áp dụng để đo các thời gian sống ngắn của các hạt cơ bản. Nếu một hạt không bền còn sống qua thời gian t và chuyển động với vận tốc v nhỏ hơn nhiều so với vận tốc ánh sáng, thì cho tới lúc phân rã nó bay được quãng đường bằng vt. Đo vận tốc của hạt và khoảng cách mà mỗi hạt trong chúng bay được tới điểm phân rã rồi lấy trung bình các giá trị này ta có thể tìm được thời gian sống trung bình của các hạt loại này.
Vào năm 1985, các nhà vật lý làm việc với máy gia tốc các hạt tích điện ở Geneva (Thụy Sĩ) dựa trên độ dài khoảng chạy đã đo được thời gian sống của hạt meson 
(hạt pi không) vào khoảng 0,9.10-16giây. Vận tốc trung bình của các meson trong các thí nghiệm này của các nhà vật lý đạt cỡ 0,9 999998 vận tốc ánh sáng trong chân không. Thời gian trong hệ quy chiếu gắn với các 
- meson này có tính đến hiệu ứng tương đối tính trôi đi cỡ 1800 lần chậm hơn thời gian trôi đi trong hệ phòng thí nghiệm. Nếu như không có hiệu ứng thời gian chạy chậm hơn trong một hệ quy chiếu chuyển động thì các hạt đang được xem xét sau thời gian sống sẽ bay được một một khoảng cách gần bằng 3.10-5mm.
