Сучасна фізика отримала потужне підтвердження: китайські дослідники з Уханьського інституту фізики та математики опублікували в журналі Nature результати, які стали найточнішим практичним підтвердженням загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна. Вченим вдалося зафіксувати, як маса Землі «викривляє» простір-час, досягнувши безпрецедентної точності вимірювань.

Ефект Лензе — Тіррінга та рекордна точність

В центрі дослідження лежить так званий «ефект перетягування інерціальних систем відліку» або ефект Лензе — Тіррінга. Це явище, смодельоване ще у 1918 році, стверджує, що масивний обертальний об'єкт спотворює навколишній простір. Чим важчий об'єкт і швидше його обертання, тим сильніше це спотворення.

Головним проривом стало зниження похибки вимірювань. Якщо в попередніх спробах невизначеність сягала 10 відсотків, то в новому експерименті вона становила всього 0,2 відсотка. Це досягнення не лише підтверджує теорію Ейнштейна, але й дозволяє жорстко обмежити альтернативні моделі гравітації, які намагаються об'єднати її з квантовою механікою.

Технічна реалізація експерименту

Для проведення вимірювань було використано спеціалізований супутник. Його конструкція відрізняється високою щільністю та вагою, що дозволяє звести до мінімуму вплив негравітаційних сил на середній орбіті. Вся поверхня апарату вкрита 303 кутовими відбивачами.

Експеримент тривав з липня 2022 року по червень 2025 року. Протягом цього періоду наземні станції облучали супутник лазерними променями та фіксували відбиті сигнали. В результаті була сформована база даних, що містить 200 000 спостережень з точністю до 1 міліметра.

Боротьба з перешкодами та кінцеві дані

Однією з головних складнощів стали припливи океану та суші, викликані гравітаційним впливом Місяця та Сонця. Вченим вдалося вирішити цю проблему, використовуючи часовий фактор: вплив припливів взаємно компенсується в циклі прецесії, що триває 1050 днів. Очистка даних від перешкод проводилася за допомогою програмного забезпечення GEODYN, розробленого Центром космічних польотів імені Годдарда NASA.

В результаті обробки фізики зафіксували, що орбіта супутників зміщується на 61,3 мілісекунди дуги на рік через обертання Землі. Отримане значення ідеально збіглося з теоретичними передбаченнями Ейнштейна. Автори підкреслюють, що цей результат ставить жорсткі рамки для альтернативних теорій, таких як гравітація Черна — Саймонса.