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天文学:人工衛星LARES-2による地球周りの慣性系の引きずり効果の測定
Nature 655, 8122 doi: 10.1038/s41586-026-10715-0
レーザー測距は、弱重力場領域において最も精密な重力検証法の1つであり、地球を実験室として用いてアインシュタインの一般相対性理論を実験的に調べることを可能にする。一般相対性理論の中心的な検証項目の1つは、慣性系の引きずり効果(フレームドラッギング)、すなわち回転する質量体による時空の引きずりの振幅である。最近打ち上げられた人工衛星LARES-2(Laser Relativity Satellite 2)は、最適化された軌道、非常に小さい表面積対質量比、そして極めて均一に配置された再帰反射器を備えている。本研究で我々は、このLARES-2を、以前から稼働している人工衛星であるLAGEOSおよびGRACEと組み合わせることで、地球のフレームドラッギングを1000分の1のレベルの相対不確かさで測定できることを示す。これは、以前の太陽系内での決定に比べて1桁の改善に相当する。この結果は、地球近傍環境における一般相対性理論を厳密に裏付けるものであり、例えばチャーン・サイモンズ重力のようなスカラーテンソル理論を含め、特にフレームドラッギングにおける逸脱を予測する他の重力モデルに強い制約を課す。LARES-2とLAGEOSの統合解析は、基礎物理学の検証にとどまらず、月と太陽によって生じる地球の潮汐の決定精度も向上させ、高精度な相対論的衛星実験が地球物理学にもより広範に影響を及ぼすことを示している。

