Le principe d’équivalence, sur lequel repose toute la théorie de la relativité générale énoncée par Albert Einstein, se vérifie-t-il sans broncher lorsque le degré de mesure est extrêmement fin ? C’est à cette question que le satellite Microscope va tenter de fournir une réponse, dans le cadre d’un programme financé quasi exclusivement par le centre national d’études spatiales (Cnes).
Que dit ce fameux principe d’équivalence ? Que tous les corps tombent dans le vide à la même vitesse, quelle que soit leur masse ou leur composition. Jusqu’à présent, la justesse de cet énoncé a été vérifiée avec un niveau de précision de 10-13. Le but avec Microscope, est de descendre à un seuil d’exactitude de 10-15, soit une précision cent fois plus importante.
Une infographie du Cnes.
Source : Cnes
Pour vérifier la pertinence du principe d’équivalence à une échelle aussi minuscule, le Cnes procédera de la façon suivante : deux cylindres, l’un mêlant platine et rhodium, l’autre en titane, se trouveront à bord du satellite. Ils seront soumis à une chute libre permanente, qui est provoquée par le mouvement du satellite en orbite, circulaire héliosynchrone, à l’intérieur d’un double accéléromètre électrostatique différentiel.
S’ils ne chutent pas de la même manière, cela serait un événement majeur de la recherche en physique
« S’ils ne chutent pas de la même manière, comme prédit par certaines théories, cela serait un événement majeur de la recherche en physique ! », s’enthousiasme le Cnes. L’agence spatiale française note en effet que le principe d’équivalence est « mis à l’épreuve car les nouvelles théories – qui cherchent à concilier la gravitation avec les autres interactions fondamentales (nucléaire et électromagnétique) – prédisent qu’il pourrait être violé à un niveau très faible ».
D’où la nécessité de descendre encore plus bas dans les mesures et surtout d’effectuer ces expérimentations en dehors de toute influence. Dans l’espace, il est possible d’étudier le mouvement relatif de deux corps en réalisant une chute libre la plus parfaite possible, à l’abri des perturbations dues à la Terre (notamment sismiques), explique le Cnes.
Une fusée Soyouz au décollage
Cnes
La mise en orbite du satellite aura lieu vendredi 22 avril. C’est une fusée Soyouz qui sera chargée d’amener Microscope dans l’espace depuis le centre spatial guyanais. Elle aura lieu à 23h02 (heure de Paris) et pourra être suivie en direct. En revanche, il faudra faire preuve de patience avant de pouvoir obtenir les résultats : les mesures vont en effet s’étaler sur plusieurs mois d’affilée.
La durée de vie de Microscope sera de deux ans.
Avant Microscope, le principe d’équivalence a été mis à l’épreuve avec deux satellites qui devaient rejoindre le réseau Galileo, le futur GPS européen. Les deux engins ont en effet été mal positionnés sur leur orbite. Mais de cette erreur est née une opportunité de tester une fois encore le fondement de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.
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