實驗的原理

這一實驗項目背后的科學原理非常簡單：科學家們將一個陀螺儀送上地球軌道，使它的一個旋轉軸指向一顆遙遠的恒星作為參考點。在沒有任何外力作用的情況下，這一旋轉軸應當永遠指向這一顆恒星。但如果空間是扭曲的，那么陀螺儀的指向會隨著時間推移發生改變。通過對這種改變的精密檢測，科學家們能了解時空彎曲的相關信息。

這說起來似乎很簡單，但真正做起來卻非常艱難。

首先，制造引力探測器B中4個高精度陀螺儀需要用到精度極高的球體。事實上，這些陀螺儀內部的轉子是人類迄今制造過的最完美球體。它們的大小約相當于一個乒乓球，由熔凝石英和硅材料制成，其相對完美球體的誤差在任何方向都不超過40個原子的厚度。這樣高的精度是必須的，因為如果不是這樣做，那么這些陀螺儀轉軸的晃動將出現誤差。

根據愛因斯坦理論進行的估算顯示，地球周圍空間的時空扭曲將導致陀螺儀旋轉軸出現每年0.041弧秒的改變。1弧秒等于1/3600度。為了測出這樣微小的改變量，GP-B探測器必須具備0.0005弧秒的精度。這就相當于讓你測量放在100英里(約合161公里)之外的一張紙的厚度。

對此，威爾說：“GP-B探測器項目的工程師們不得不發明一整套全新的技術來滿足這種不可思議的要求。”

舉幾個例子，工程師們開發了一種“無拖曳”衛星技術，它可以讓衛星擦過地球最外層大氣卻不會造成對其內部陀螺儀的擾動。他們還開發出獨特的技術來防止地球磁場穿透探測器從而影響其測試精度。最后，他們還設計出一種技術來測量陀螺儀的旋轉角度，但整個過程中不會觸碰到陀螺儀從而對其造成影響。

即便克服了制造和設計上的技術困難，進行這項精度空前的實驗本身同樣是一個巨大的挑戰，但經過一年的數據收集和將近5年的數據分析，GP-B項目的科學家們認為他們已經幾乎接近完成這項工作。

艾福瑞特說：“我們測量到測地線效應值為+6.600或-0.017，慣性系拖曳效應值為+0.039或-0.007。”

測地線效應是指由于地球的靜止質量引起的陀螺旋轉軸改變，也即時空的凹陷。而慣性系拖曳效應則是由于地球自轉導致的陀螺旋轉軸改變，也即時空的扭曲。測量得到的這兩組數據都和愛因斯坦理論的預測非常吻合。