Земля действительно «закручивает» пространство-время: ученые подтвердили предсказание Альберта Эйнштейна

Международная группа исследователей провела самое точное на сегодняшний день экспериментальное подтверждение одного из ключевых предсказаний общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Ученые исследовали так называемый эффект увлечения пространства-времени, или эффект Лензе–Тирринга. Согласно общей теории относительности, массивные объекты искривляют пространство-время, а если они вращаются, то начинают «увлекать» его за собой. Для Земли этот эффект чрезвычайно слаб, однако его можно обнаружить по едва заметному изменению ориентации орбит искусственных спутников.

Как Земля «закручивает» пространство

Представить это можно с помощью простой аналогии. Если опустить ложку в густой мед и начать ее вращать, мед вокруг тоже начнет медленно закручиваться. По теории Альберта Эйнштейна, похожим образом вращающаяся Земля влияет на окружающее пространство-время. Разумеется, никакого «космического меда» вокруг нашей планеты нет – изменяется сама геометрия пространства и времени, по которой движутся планеты, спутники и свет.

Из-за этого плоскость орбиты спутника очень медленно поворачивается. Для спутников LARES-2 и LAGEOS этот поворот составляет всего около 30,7 миллисекунды дуги в год. Настолько малый эффект долгое время оставался практически недоступным для экспериментальной проверки и считается одним из самых сложных для измерения предсказаний общей теории относительности.

Как ученые измерили почти незаметный эффект

В ходе эксперимента исследователи использовали спутник LARES-2, специально разработанный для высокоточных гравитационных измерений. Его движение сравнивали с орбитой спутника LAGEOS, а также использовали данные миссий GRACE и GRACE Follow-On, позволяющие максимально точно моделировать гравитационное поле Земли.

За период с июля 2022 по июнь 2025 года ученые обработали около 200 тысяч лазерных измерений. Международная сеть наземных станций определяла расстояние до спутников с точностью до одного миллиметра, несмотря на то, что аппараты находятся почти в шести тысячах километров над поверхностью Земли. Именно такая точность позволила зарегистрировать чрезвычайно слабое влияние вращения нашей планеты на движение спутников.

Почему это открытие важно

Полученные результаты практически полностью совпали с расчетами общей теории относительности. Относительная неопределенность измерений составила всего 0,2%, что примерно в десять раз лучше, чем в предыдущих экспериментах по измерению эффекта увлечения пространства-времени.

По словам авторов исследования, работа важна не только как очередное подтверждение теории Эйнштейна. Достигнутая точность позволяет значительно строже проверять альтернативные теории гравитации, многие из которых предсказывают иное поведение пространства-времени вблизи вращающихся массивных тел. Новые результаты существенно сузили круг таких моделей.