Nous sommes d’accord : 1 + 1 = 2. Enfin, pour le moment. Car nos connaissances mathématiques et physiques sont sans cesse remises en question. Grâce à la poursuite des recherches et à des instruments toujours plus performants. Ainsi, deux missions spatiales vont s’attaquer à l’une des théories physiques les plus célèbres : celle de la relativité d’Albert Einstein.
Obtenir la preuve
Tout d’abord, le satellite européen LISA Pathfinder, qui doit s’envoler fin 2015, va tester des technologies pour rechercher la preuve de l’existence des ondes gravitationnelles (voir encadré).
LISA Pathfinder : les ondes gravitationnelles à... par CNES
Selon Albert Einstein, ces ondes sont produites par des phénomènes ultra violents comme les trous noirs ou l’explosion d’une étoile, et se propagent dans l’Univers, à l’image des vaguelettes à la surface de l’eau. Mais jusqu’à présent, personne n’a jamais pu en observer, ni en détecter directement. Ce sera l’objectif de la mission LISA, prévue vers 2034, qui utilisera donc les technologies testées par LISA Pathfinder pour, enfin, détecter ces fameuses ondes !
La plume et le marteau
Autre loi physique bientôt testée dans l’espace : le principe d’équivalence qui dit que dans le vide (sans air, sans atmosphère), les objets chutent à la même vitesse, qu’ils soient en bois, en métal, en mousse... Ce principe, sur lequel s’est basé Einstein pour sa théorie de la relativité générale, a déjà été expérimenté à plusieurs reprises. En 1971 par exemple, un astronaute, sur la Lune, a lâché de la même hauteur un marteau et une plume : les deux ont touché le sol au même moment.
Mais aujourd’hui, c’est à un degré de précision extrême (millionième de milliard !) que le CNES va vérifier ce principe. Il va pour cela lancer un petit satellite du nom de Microscope. A l’intérieur, deux masses, fabriquées avec des métaux différents, seront placées dans des conditions de chute libre quasi parfaite. Ainsi, les scientifiques verront si leur comportement est identique.
Et si…
Ces missions pourraient ainsi bouleverser nos connaissances. Et si les deux masses ne chutaient pas de la même façon ? Il faudrait alors revoir la théorie de la relativité générale pour la rendre compatible avec la 2e grande théorie du XXe siècle : la théorique quantique, la physique de l’infiniment petit (à l’échelle de l’atome, et même en-dessous).
UN INTERFEROMETRE SPATIAL GEANT
Comment détecter une onde gravitationnelle ? Selon Einstein, ces ondes provoquent une courbure de l’espace-temps. Il faut savoir en effet que l’espace et le temps sont élastiques, ils évoluent, contrairement à la vitesse de la lumière qui est constante. Un interféromètre fait circuler deux faisceaux laser (de la lumière) sur un même trajet. Si à un moment, un décalage entre les faisceaux apparaît, cela signifie qu’il y a eu une déformation de l’espace-temps, due au passage d’une onde gravitationnelle. Pour la mission LISA, les ingénieurs préparent donc un interféromètre géant dans l’espace, en forme de triangle, à l’aide de 3 satellites entre lesquels circuleront deux faisceaux laser. Cet interféromètre servira ainsi d’antenne pour détecter les ondes gravitationnelles.
par tous les moyens
Gaïa, aussi, va vérifier des aspects de la théorie d’Einstein. Depuis décembre 2013, ce satellite de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a cartographie l’Univers en 3 dimensions. Mais il vérifie aussi avec une très grande précision que la masse (d’un corps, d’un objet) provoque une courbure de l’espace et du temps. Comme le Soleil, étoile très massive, provoque la courbure des rayons de lumière qui passent près de lui.
