2014年8月，一枚火箭發射了伽利略全球導航系統的第五顆和第六顆衛星，這是歐盟耗資110億美元打造的對美國GPS的回應。但當衛星被送到了錯誤的宇宙“巴士站”時，慶祝變成了失望。它們沒有被放置在穩定高度的圓形軌道上，而是滯留在橢圓軌道上，對導航毫無用處。
然而，這次事故為基礎物理學實驗提供了一個難得的機會。兩個獨立的研究團隊——一個由法國巴黎天文臺的帕科姆·德爾瓦領導，另一個由德國不萊梅大學的斯文·赫爾曼領導——監測了這些偏離軌道的衛星，以尋找愛因斯坦廣義相對論的漏洞。
“廣義相對論仍然是對引力最精確的描述，到目前為止，它經受了大量的實驗和觀測檢驗，”安大略省圭爾夫大學的物理學家埃裡克·泊松說，他沒有參與這項新的研究。然而，物理學家們一直未能將廣義相對論與量子力學定律結合起來，後者解釋了能量和物質在非常小尺度上的行為。“這是懷疑引力並非愛因斯坦所告訴我們的原因之一，”泊松說。“這可能是一個很好的近似，但故事遠不止於此。”
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愛因斯坦的理論預測，時間在靠近大質量物體的地方會過得更慢，這意味著地球表面上的時鐘相對於軌道衛星上的時鐘應該以更慢的速度滴答作響。這種時間膨脹被稱為引力紅移。任何偏離這種模式的細微偏差都可能為物理學家提供線索，以建立統一引力和量子物理學的新理論。
即使在伽利略衛星被調整到更接近圓形軌道後，它們仍然每天兩次爬升和下降約8500公里。在三年多的時間裡，德爾瓦和赫爾曼的團隊觀察了由此產生的引力變化如何改變衛星超精確原子鐘的頻率。在1976年進行的一項引力紅移測試中，當時攜帶原子鐘的重力探測器A亞軌道火箭被髮射到太空，研究人員觀察到，廣義相對論預測的時鐘頻移的不確定度為1.4 × 10−4。
去年12月發表在《物理評論快報》上的新研究再次驗證了愛因斯坦的預測——並將精度提高了5.6倍。因此，就目前而言，這個百年理論仍然佔據主導地位。