Современная физика получила мощное подкрепление: китайские исследователи из Уханьского института физики и математики опубликовали в журнале Nature результаты, ставшие самым точным практическим подтверждением общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Ученым удалось зафиксировать, как масса Земли «искривляет» пространство-время, достигнув беспрецедентной точности измерений.

Эффект Лензе — Тирринга и рекордная точность

В центре исследования лежит так называемый «эффект увлечения инерциальных систем отсчета» или эффект Лензе — Тирринга. Это явление, смоделированное еще в 1918 году, гласит, что массивный вращающийся объект искажает окружающее пространство. Чем тяжелее объект и быстрее его вращение, тем сильнее это искажение.

Главным прорывом стало снижение погрешности измерений. Если в предыдущих попытках неопределенность достигала 10 процентов, то в новом эксперименте она составила всего 0,2 процента. Это достижение не только подтверждает теорию Эйнштейна, но и позволяет жестко ограничить альтернативные модели гравитации, пытающиеся объединить её с квантовой механикой.

Техническая реализация эксперимента

Для проведения измерений был использован специализированный спутник. Его конструкция отличается высокой плотностью и весом, что позволяет свести к минимуму влияние негравитационных сил на средней орбите. Вся поверхность аппарата покрыта 303 уголковыми отражателями.

Эксперимент длился с июля 2022 года по июнь 2025 года. В течение этого периода наземные станции облучали спутник лазерными лучами и фиксировали отраженные сигналы. В итоге была сформирована база данных, содержащая 200 000 наблюдений с точностью до 1 миллиметра.

Борьба с помехами и итоговые данные

Одной из главных сложностей стали приливы океана и суши, вызванные гравитационным воздействием Луны и Солнца. Ученым удалось решить эту проблему, используя временной фактор: влияние приливов взаимно компенсируется в цикле прецессии, длящемся 1050 дней. Очистка данных от помех проводилась с помощью программного обеспечения GEODYN, разработанного Центром космических полетов имени Годдарда NASA.

В результате обработки физики зафиксировали, что орбита спутников смещается на 61,3 миллисекунды дуги в год из-за вращения Земли. Полученное значение идеально совпало с теоретическими предсказаниями Эйнштейна. Авторы подчеркивают, что этот результат ставит жесткие рамки для альтернативных теорий, таких как гравитация Черна — Саймонса.