Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает, что вращающаяся масса, такая как Земля, увлекает за собой пространство-время — явление, называемое увлечением инерциальных систем отсчета, или эффектом Лензе-Тирринга. Измерить его вокруг нашего бледно-голубого шара было непросто, поскольку Земля в миллионы раз легче типичной черной дыры и вращается неторопливо. Но команда под руководством Игнацио Чуфолини из Уханьского института физики и математики теперь измерила этот эффект с неопределенностью всего 0,2 процента, благодаря спутнику, который выглядит как помесь мяча для гольфа и диско-шара.

Спутник LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2), построенный Итальянским космическим агентством, представляет собой твердую сферу из сплава Инконель 718, покрытую 303 уголковыми отражателями. У него нет двигателей, солнечных панелей или электроники — только масса. При весе 294,8 кг и чуть более 40 см в диаметре он обладает самым низким отношением площади к массе среди всех спутников на средней околоземной орбите, что минимизирует негравитационные силы, такие как давление фотонов. Запущенный в июле 2022 года, он находится на высоте около 12 265 км.

Команда направила наземные лазеры на LARES-2, чьи отражатели возвращают свет обратно. Около 200 000 наблюдений с июля 2022 года по июнь 2025 года позволили определить его положение с точностью до 1 мм. Но экваториальное утолщение Земли создает ньютоновские силы, которые затмевают увлечение пространства-времени. Решение Чуфолини: использовать два спутника на дополнительных орбитах — LARES-2 и его старшего кузена LAGEOS (запущен в 1976 году) — чьи наклоны орбит в сумме составляют 180,01 градуса. Ньютоновские возмущения взаимно уничтожаются, а релятивистский сигнал суммируется.

Даже тогда прилив K1 от Луны и Солнца угрожал точности. Команда собирала данные в течение одного полного цикла прецессии длительностью 1050 дней, усредняя прилив. После удаления этого и шести меньших приливных компонентов они обнаружили чистый дрейф в 61,3 миллисекунды дуги в год — признак скручивания пространства-времени. Значение совпало с предсказаниями Эйнштейна с погрешностью от одной до двух частей на тысячу.

Измерение также проверило теорию Черна-Саймонса, альтернативу квантовой гравитации, которая предсказывает другое увлечение. Она не была опровергнута, но ее рамки были серьезно сужены. Бонус: эксперимент точно измерил силу прилива K1, что может помочь в изучении землетрясений. И LARES-2 будет продолжать давать данные в течение столетий — потому что ничто так не говорит о долгосрочных обязательствах, как диско-шар в космосе.