2014年8月，一枚火箭发射了伽利略全球导航系统的第五颗和第六颗卫星，这是欧盟耗资110亿美元打造的对美国GPS的回应。但当卫星被送到了错误的宇宙“巴士站”时，庆祝变成了失望。它们没有被放置在稳定高度的圆形轨道上，而是滞留在椭圆轨道上，对导航毫无用处。
然而，这次事故为基础物理学实验提供了一个难得的机会。两个独立的研究团队——一个由法国巴黎天文台的帕科姆·德尔瓦领导，另一个由德国不莱梅大学的斯文·赫尔曼领导——监测了这些偏离轨道的卫星，以寻找爱因斯坦广义相对论的漏洞。
“广义相对论仍然是对引力最精确的描述，到目前为止，它经受了大量的实验和观测检验，”安大略省圭尔夫大学的物理学家埃里克·泊松说，他没有参与这项新的研究。然而，物理学家们一直未能将广义相对论与量子力学定律结合起来，后者解释了能量和物质在非常小尺度上的行为。“这是怀疑引力并非爱因斯坦所告诉我们的原因之一，”泊松说。“这可能是一个很好的近似，但故事远不止于此。”
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爱因斯坦的理论预测，时间在靠近大质量物体的地方会过得更慢，这意味着地球表面上的时钟相对于轨道卫星上的时钟应该以更慢的速度滴答作响。这种时间膨胀被称为引力红移。任何偏离这种模式的细微偏差都可能为物理学家提供线索，以建立统一引力和量子物理学的新理论。
即使在伽利略卫星被调整到更接近圆形轨道后，它们仍然每天两次爬升和下降约8500公里。在三年多的时间里，德尔瓦和赫尔曼的团队观察了由此产生的引力变化如何改变卫星超精确原子钟的频率。在1976年进行的一项引力红移测试中，当时携带原子钟的重力探测器A亚轨道火箭被发射到太空，研究人员观察到，广义相对论预测的时钟频移的不确定度为1.4 × 10−4。
去年12月发表在《物理评论快报》上的新研究再次验证了爱因斯坦的预测——并将精度提高了5.6倍。因此，就目前而言，这个百年理论仍然占据主导地位。