Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat een roterende massa zoals de aarde de ruimtetijd meesleurt - een fenomeen genaamd frame dragging, of het Lense-Thirring-effect. Het meten ervan rond onze bleekblauwe stip is lastig gebleken, aangezien de aarde miljoenen keren lichter is dan een typisch zwart gat en in een rustig tempo ronddraait. Maar een team onder leiding van Ignazio Ciufolini van het Wuhan Institute of Physics and Mathematics heeft het effect nu gemeten met slechts 0,2 procent onzekerheid, dankzij een satelliet die eruitziet als een golfbal gekruist met een discobal.

De satelliet, LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2), gebouwd door het Italiaanse ruimteagentschap, is een massieve bol van Inconel 718-legering bedekt met 303 retroreflectoren. Hij heeft geen stuwraketten, zonnepanelen of elektronica - alleen massa. Met 294,8 kilo en iets meer dan 40 centimeter doorsnee heeft hij de laagste oppervlakte-tot-massaverhouding van elke satelliet in een middelgrote baan om de aarde, waardoor niet-zwaartekrachtkrachten zoals fotonenstoten worden geminimaliseerd. Gelanceerd in juli 2022, bevindt hij zich op ongeveer 12.265 kilometer hoogte.

Het team vuurde grondlasers af op LARES-2, waarvan de retroreflectoren het licht recht terugkaatsen. Ongeveer 200.000 waarnemingen van juli 2022 tot juni 2025 bepaalden zijn positie tot op 1 millimeter nauwkeurig. Maar de equatoriale uitstulping van de aarde creëert Newtoniaanse krachten die frame dragging overschaduwen. Ciufolini's oplossing: gebruik twee satellieten in aanvullende banen - LARES-2 en zijn oudere neef LAGEOS (gelanceerd in 1976) - waarvan de baanhellingen optellen tot 180,01 graden. De Newtoniaanse verstoringen heffen elkaar op, terwijl het relativistische signaal wordt opgeteld.

Zelfs toen bedreigde het K1-maan-zongetij - een zwaartekrachtverstoring van de maan en de zon - de nauwkeurigheid. Het team verzamelde gegevens over één volledige precessiecyclus van 1.050 dagen, waarbij het getij werd uitgemiddeld. Na het verwijderen van dat en zes kleinere getijcomponenten vonden ze een schone drift van 61,3 milliboogseconden per jaar - de handtekening van ruimtetijdverdraaiing. De waarde kwam overeen met Einsteins voorspellingen met een foutmarge van één tot twee delen per duizend.

De meting testte ook de Chern-Simons-theorie, een alternatief voor kwantumzwaartekracht dat een andere frame dragging voorspelt. Het sloot het niet uit, maar beperkte de reikwijdte ernstig. Bonus: het experiment mat nauwkeurig de sterkte van het K1-getij, wat aardbevingsstudies kan helpen. En LARES-2 zal nog eeuwenlang gegevens blijven leveren - want niets zegt 'langdurige verbintenis' als een discobal in de ruimte.