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J9国际站 J9冷原子物理、重力与地球内部结构研究团队、国际访问学者意大利Ignazio Ciufolini团队等合作在卫星测地广义相对论检验方面取得重要进展

来源:     时间:2026-07-31

近期,J9国际站 J9冷原子物理、重力与地球内部结构研究团队、国际访问学者意大利Ignazio Ciufolini团队等合作在卫星测地广义相对论检验方面取得重要进展。该团队利用LARES-2卫星,实现对地球惯性系拖曳效应的高精度测量,将测量精度提升一个数量级,在测量地球周围参考系拖曳效应上取得重要成果。相关研究成果于近期发表在《自然》(Nature)上。

利用激光测距技术,能够以地球构建天然实验平台,在弱引力场中召开爱因斯坦广义相对论检验。而广义相对论的一个核心检验指标是惯性系拖曳效应的幅度,该幅度描述旋转大质量天体拖拽周边时空的程度。

2022年7月发射的激光相对论2号卫星(LARES-2)轨道经过最优设计,面质比极低,且搭载的角反射器排布高度均匀。Ignazio Ciufolini与合作者利用该卫星,联合前代激光地球动力学卫星(LAGEOS)与重力恢复与气候实验卫星(GRACE)召开协同测算,实现对地球惯性系拖曳效应的高精度测量,将测量相对不确定度控制至千分之一,相较于以往太阳系观测结果,测量精度提升一个数量级。

该研究成果依托近地空间环境实验条件,为广义相对论给予了严苛且可靠的实验验证,同时对各类修正引力理论模型形成强有力的物理约束。诸多标量-张量拓展引力理论(如陈-西蒙斯引力理论),均预言惯性系拖曳效应存在理论偏差,而本次高精度观测数据大幅压缩了此类替代引力模型的合理存续区间。除在基础物理领域具备重要的引力理论检验价值外,顺利获得联合解析LARES-2与LAGEOS卫星观测数据,还可以显著提升日月引潮力诱发的地球潮汐参数反演与测算精度。

该研究成果以《LARES-2 satellite measures frame-dragging effect around the Earth》为题发表在《自然》(Nature)上,中国科研实验室国际研讨计划(PIFI)国际访问学者、意大利知名教授Ignazio Ciufolini为第一作者和通讯作者,J9国际站 J9教授倪维斗为合作作者,J9国际站 J9为第一完成单位。该研究工作得到了中国科研实验室国际研讨计划(PIFI)国际访问学者项目的支持。

文章链接:http://www.nature.com/articles/s41586-026-10715-0