物理學的等效原理在愛因斯坦的廣義相對論中佔據了核心位置，比如：在物體的自由落體運動中，無論物體的質量大小和物質成分如何，它們在引力場中的自由下降運動產生了相同的速率，不同的物體同時開始下落，它們將以相同的時間落地，伽利略的自由落體運動體現了等效原理的物理思想。
在沒有空氣阻力的條件下，物體的自由落體運動處在真空的環境，物理學的等效原理就會成立，比如：一個羽毛和一個保齡球同時開始下落，它們將在同一時刻落地。但物體做自由落體運動的同時性可能不會永恆成立，假如在兩個物體的自由下落運動中，一個物體做自旋運動，另一個物體沒有發生自旋，那麼兩個物體會產生相同的下落速率嗎？或兩個物體會在同一時刻落地嗎？
一個物體的自旋影響了物體的自由下落運動，諸如地球之類的天體在自旋過程中產生了所謂的“框架拖拽效應”或參考系的拖拽效應，這種效應對天體周圍的時空產生了輕微的扭曲。天體物理學家以計算機模擬技術演示了兩個碰撞與合併的黑洞，模擬的結果顯示，兩個自轉的黑洞比兩個不自轉的黑洞產生了不同的合併速率，引力在天體大尺度上受到天體自轉的影響。
物體的自轉對引力作用產生了影響，理論物理學家由此思考了一個問題，天體自轉的影響可能預示了某種聯絡，愛因斯坦的引力理論與揭示原子和分子行為的量子力學存在內在的關聯。原子和其它的量子態粒子具有自旋的特性，可以將一個原子設想成一個小球體，原子自旋可能對引力或量子引力的作用產生了影響。
原子被設想為小球，這是略顯粗略的類比，一個原子實際上不是一個小球，原子自旋也不是物理概念的自轉，自旋被認為是量子態粒子的固有屬性，量子的自旋行為與人們經常看到的物體自轉有某種相似性。物理學家提出了一個有趣的問題：帶自轉的原子比不帶自轉的原子在自由下落運動中將會出現怎樣不同的速率？最近的一項物理實驗對這一問題進行了檢驗，物理學家比較了銣金屬原子的下落速度，它們在不同的自旋速率下自由下落，他們對原子的重力加速度進行了比較。原子的自旋為+1或-1，自旋的原子球體好像一個球體繞著它的北極順時針轉動或一個球體繞著它的北極反時針旋轉。
物理學家在實驗中發現，兩個沿不同方向自旋的原子產生了相同的下落速度，正時針和反時針自旋的兩個下落原子的速率差錯率僅為千萬分之一，實驗結果達到了精確率的極限，這說明原子的自旋方向對它們的自由下落速率沒有產生影響。物理學家一般認為，等效原理對經典物體和量子物體同樣適用，實驗結果似乎排除了一些激進的物理模型，這些物理模型旨在建立引力和量子理論的統一。在量子態的原子和大尺度的天體領域，等效原理產生了一致性。假設將帶有自旋的一個原子看成是一個“量子陀螺”，那麼陀螺的正向和反向旋轉不影響它的自由下落速度。
（編譯：2016-7-22）
