Итальянский LARES-2 и американский LAGEOS помогли физикам измерить эффект Лензе-Тирринга вокруг Земли с точностью до 0,2%. Пока это самое жёсткое подтверждение того, что вращающаяся планета действительно «закручивает» пространство-время вокруг себя.
Работу опубликовали в Nature исследователи из Уханьского института физики и математики. Один спутник здесь ничего бы не решил: релятивистский сигнал тонет в обычной ньютоновской гравитации, а сплюснутость Земли у полюсов даёт куда более сильные возмущения, чем сам эффект Эйнштейна.
LARES-2 под такие эксперименты и делали максимально «тихим» аппаратом. У него нет двигателей, солнечных батарей и бортовой электроники, зато есть 303 уголковых отражателя и почти сферический корпус из никель-хромового сплава. Масса — около 295 кг, диаметр — примерно 40 см. Тут всё просто: чем меньше негравитационных помех, тем чище орбитальный сигнал.
За три года, с июля 2022-го по июнь 2025-го, наземные станции собрали около 200 000 лазерных измерений с точностью до 1 мм. Потом данные LARES-2 свели с орбитой LAGEOS, который NASA запустило ещё в 1976 году: плоскости двух аппаратов разнесены почти на идеальные 180°, так что часть возмущений взаимно гасится. В итоге получилось смещение орбит на 61,3 миллисекунды дуги в год, и оно совпало с расчётами общей теории относительности.
Эффект Лензе-Тирринга проверяли и раньше, но с куда менее убедительной точностью. В ранних спутниковых экспериментах и наземных моделях неопределённость держалась на уровне нескольких процентов, а местами доходила до 10%. На этом фоне 0,2% уже выглядят как измерение, с которым придётся считаться и альтернативным теориям.
Сама идея ловить релятивистское «увлечение» пространства-времени возле Земли давно считается трудной задачей. У сверхмассивных чёрных дыр эффект заметнее, а здесь его приходится вынимать почти вручную из груды других гравитационных поправок. И вот тут LARES-2 оказался полезен не как «умный» спутник, а как максимально простой в техническом смысле: без электроники, без тяги, без лишнего шума.
Авторы работы считают, что новый результат заметно ограничивает модели вроде гравитации Черна-Саймонса, которые пытаются выйти за рамки общей теории относительности. Для таких подходов Земля — неудобный тестовый полигон: сигнал слабый, но если его удаётся снять с высокой точностью, пространство для расхождений быстро сужается.
Заодно физики получили и более точные параметры лунно-солнечного прилива K1. Это уже не про Эйнштейна напрямую, а про будущие геофизические измерения и уточнение моделей, которые используют для анализа движения спутников и формы Земли. Дальше всё упрётся не в лозунги, а в более длинные ряды наблюдений и сравнения с орбитами других геодезических аппаратов.