拉雷斯-2卫星测出地球周围的“拖曳时空”效应

激光测距是弱引力场中检验引力理论最精密的实验手段之一，它使我们能以地球为天然实验室，对爱因斯坦广义相对论进行高精度检验。其中一项核心检验是‘参考系拖曳’效应——即大质量天体（如地球）自转时会像搅动蜂蜜一样拖拽周围时空结构。本文介绍了一项突破性成果：新发射的激光相对论卫星LARES-2，凭借其高度优化的轨道、极低的表面积与质量比、以及极其均匀的角反射器分布，与前辈卫星LAGEOS及GRACE卫星协同工作，将地球参考系拖曳效应的测量相对不确定度提升至千分之一（1×10⁻³），比此前太阳系内同类测量精度提高了一个数量级。这一结果不仅在近地空间范围内对广义相对论作出了迄今最严格的实验验证，还对某些预言参考系拖曳存在偏差的替代理论（例如含标量-张量耦合的陈-西蒙斯引力理论）施加了强有力限制。此外，LARES-2与LAGEOS数据的联合分析，还显著改进了对地球受月球和太阳引力引发的潮汐形变（即‘日月潮汐’）的测定精度，体现了高精度相对论卫星实验在地球物理学等更广泛领域的科学价值。