Le satellite Microscope donne raison à Galilée et à Einstein
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Les observations du laboratoire spatial européen n’ont pas infirmé le « principe d’équivalence » selon lequel les corps chutent pareillement dans le vide, quelles que soient leur masse et leur composition.
Depuis belle lurette (c’est-à-dire Galilée), nous savons que 1 kilogramme de plomb tombe aussi vite qu’une plume – si toutefois aucune autre force que la gravité ne s’y applique, par exemple les frottements de l’air, ce qu’on obtient dans le vide. Pourtant, entre 2016 et 2018, un satellite, Microscope, en orbite à 710 kilomètres d’altitude, a testé cette certitude quadricentenaire en réitérant des expériences de chute des corps.
Le verdict, paru mercredi 14 septembre, dans douze articles, dans Physical Review Letters et Classical and Quantum Gravity, est sans appel : Galilée avait raison.
La différence d’accélération entre deux corps en chute libre est de moins de 10-15.
Et pas qu’un peu. Son constat demeure exact, aussi précisément que les chercheurs ont pu le vérifier : la différence d’accélération entre deux corps en chute libre est de moins de 10-15. Soit une précision grâce à laquelle on pourrait détecter le poids d’« une mouche d’un demi-microgramme sur un supertanker de 500 000 tonnes ».
L’image, qui vient saluer un record sans précédent, a été utilisée par Manuel Rodrigues, chef du projet et membre de l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera), lors d’une conférence de presse, mercredi.
Galilée avait, lui, mesuré jusqu’à une différence de 1 millième (10-3). Le résultat obtenu est par ailleurs cent fois meilleur que celui fourni par d’autres mesures faites sur Terre en 2007, et dix fois meilleur que les conclusions préliminaires de Microscope en 2017.
Une nouvelle victoire de la relativité générale
Avec une telle précision, c’est même Albert Einstein qui avait raison. Pour élaborer sa célèbre théorie de la relativité générale, en 1915, il avait élevé en principe fondateur le constat de Galilée : un corps qui chute est comme un objet qui accélère. Gravité et accélération sont équivalentes.
Mais l’expérience n’était pas destinée à l’histoire des sciences, plutôt à leur avenir. Les chercheurs voulaient voir si des forces microscopiques n’auraient pas été oubliées par Einstein et d’autres, et si elles freineraient ou accéléreraient les masses. Cette hérésie n’est pas si téméraire, puisque des preuves existent déjà que la relativité générale n’explique pas tout, par exemple la rotation anormale des galaxies ou l’accélération de l’expansion de l’Univers. Et, forcément, une théorie de remplacement serait synonyme de nouvelles forces ou particules.
La construction du satellite de 300 kilogrammes du Centre national d’études spatiales (CNES), conçu par l’Onera et dont les données ont été analysées par l’Observatoire de la Côte d’Azur avec un grand nombre de chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), a donc été décidée il y a vingt-cinq ans, dans le but de trouver une anicroche dans le principe d’équivalence.
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