Impression artistique du satellite Microscope en orbite autour de la Terre. CNES / ILL. DUCROS DAVID 2016
Depuis longtemps (i.e. Galilée), on sait que 1 kilogramme de plomb tombe aussi vite qu’1 kilogramme de plume, si toutefois aucune force autre que la gravité n’est appliquée, par exemple le frottement de l’air, qui s’obtient dans le vide. Cependant, entre 2016 et 2018, un satellite, Microscope, en orbite à 710 kilomètres d’altitude, a testé cette certitude de quatre cents ans en répétant des expériences de chute de corps.
Le verdict, publié 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 inférieure à 10-15.
Et pas qu’un peu. Son observation reste juste, aussi précisément que les chercheurs ont pu le vérifier : la différence d’accélération entre deux corps en chute libre est inférieure à 10-15. C’est une précision grâce à laquelle le poids d'”une mouche d’un demi-microgramme sur un supertanker de 500 000 tonnes” a pu être détecté.
L’image, qui vient saluer un record inédit, a été utilisée par Manuel Rodrigues, chef de projet et membre de l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera), lors d’une conférence de presse ce mercredi.
Galileo avait mesuré jusqu’à 1 millième d’écart (10-3). Le résultat obtenu est aussi 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 autre victoire pour la relativité générale
Avec une telle précision, même Albert Einstein avait raison. Pour développer sa célèbre théorie de la relativité générale, en 1915, il posa l’observation de Galilée comme principe fondamental : un corps qui tombe est comme un objet qui accélère. La gravité et l’accélération sont équivalentes.
Mais l’expérience n’était pas destinée à l’histoire des sciences, mais à son avenir. Les chercheurs voulaient voir si les forces microscopiques auraient pu être ignorées par Einstein et d’autres, et si elles ralentiraient ou accéléreraient les masses. Cette hérésie n’est pas si téméraire, puisqu’il est déjà prouvé 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, inévitablement, une théorie du remplacement serait synonyme de nouvelles forces ou particules.
La construction du satellite de 300 kilos du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), conçu par l’Onera et dont les données ont été analysées par l’Observatoire de la Costa Blava avec un grand nombre de chercheurs du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), elle a donc été décidée il y a vingt-cinq ans, dans le but de retrouver un attachement au principe d’équivalence.
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