Ogólna teoria względności Alberta Einsteina przewiduje, że wirująca masa, taka jak Ziemia, ciągnie za sobą czasoprzestrzeń – zjawisko zwane przeciąganiem ram czasoprzestrzennych, czyli efektem Lense-Thirringa. Pomiar tego wokół naszej bladej, niebieskiej kropki był trudny, ponieważ Ziemia jest miliony razy lżejsza od typowej czarnej dziury i obraca się w spokojnym tempie. Zespół kierowany przez Ignazio Ciufoliniego z Wuhan Institute of Physics and Mathematics zmierzył teraz ten efekt z niepewnością zaledwie 0,2 procent, dzięki satelicie, który wygląda jak piłka golfowa skrzyżowana z dyskotekowym globem.

Satelita LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2), zbudowany przez Włoską Agencję Kosmiczną, to solidna kula ze stopu Inconel 718 pokryta 303 retroreflektorami. Nie ma silników, paneli słonecznych ani elektroniki – tylko masę. Przy masie 294,8 kg i średnicy nieco ponad 40 cm, ma najniższy stosunek powierzchni do masy spośród wszystkich satelitów na średniej orbicie okołoziemskiej, minimalizując siły niegrawitacyjne, takie jak pchnięcia fotonów. Wystrzelony w lipcu 2022 roku, znajduje się na wysokości około 12 265 km.

Zespół wystrzeliwał naziemne lasery w LARES-2, którego retroreflektory odbijają światło prosto z powrotem. Około 200 000 obserwacji od lipca 2022 do czerwca 2025 określiło jego pozycję z dokładnością do 1 mm. Ale równikowe wybrzuszenie Ziemi tworzy siły newtonowskie, które przyćmiewają przeciąganie ram. Rozwiązanie Ciufoliniego: użycie dwóch satelitów na uzupełniających się orbitach – LARES-2 i jego starszego kuzyna LAGEOS (wystrzelonego w 1976) – których nachylenia orbit sumują się do 180,01 stopnia. Newtonowskie perturbacje znoszą się, podczas gdy relatywistyczny sygnał się sumuje.

Nawet wtedy pływ księżycowo-słoneczny K1 – zaburzenie grawitacyjne od Księżyca i Słońca – zagrażał dokładności. Zespół zbierał dane przez jeden pełny cykl precesji trwający 1050 dni, uśredniając pływ. Po usunięciu tego i sześciu mniejszych składowych pływowych, znaleźli czysty dryf wynoszący 61,3 milisekundy łuku na rok – sygnaturę skręcania czasoprzestrzeni. Wartość zgadzała się z przewidywaniami Einsteina z marginesem błędu od jednej do dwóch części na tysiąc.

Pomiar przetestował również teorię Chern-Simonsa, alternatywę grawitacji kwantowej, która przewiduje inne przeciąganie ram. Nie wykluczył jej, ale znacznie zawęził jej zakres. Bonus: eksperyment precyzyjnie zmierzył siłę pływu K1, co może pomóc w badaniach trzęsień ziemi. A LARES-2 będzie dostarczać dane przez stulecia – bo nic tak nie mówi „długoterminowe zobowiązanie” jak dyskotekowa kula w kosmosie.