"Gravity Probe B" la Nasa a réussi à courber l'espace temps

Grâce à l'expérience "Gravity Probe B", l'agence américaine et des physiciens ont prouvé que l'espace et le temps peuvent être déformés.

La théorie générale de la relativité d'Einstein a été vérifiée par une expérience de la Nasa et de physiciens américains qui ont pu mesurer avec une grande précision les effets de la gravité de la Terre sur l'espace et le temps. "Imaginez notre planète comme si elle était immergée dans du miel et qu'elle tournait sur son axe en orbite autour du Soleil, le miel se trouvant autour se déformerait", explique Francis Everitt, un physicien de l'université de Stanford en Californie (ouest), ajoutant : "C'est la même chose avec l'espace et le temps."

Il a dirigé cette expérience, baptisée "Gravity Probe B", qui a consisté à utiliser quatre gyroscopes ultraprécis à bord d'un satellite lancé en avril 2004 pour mesurer deux postulats-clés de la célèbre théorie publiée par Einstein en 1905. Le premier est l'effet, dit géodétique, ou la déformation de l'espace et du temps autour d'un objet exerçant une force gravitationnelle. Le second est la quantité d'espace et de temps qu'un tel objet affecte en tournant sur lui-même. Le satellite était pointé en direction d'une seule étoile, IM Pegasi, tout en étant sur une orbite polaire autour de la Terre.

Changements mesurables

Si la gravité terrestre n'avait pas affecté l'espace et le temps, les quatre gyroscopes placés dans le satellite auraient toujours pointé dans la même direction. Mais ces gyroscopes, tirés par la gravité terrestre, ont subi des changements mesurables de la direction vers laquelle ils pointaient, confirmant la théorie de la relativité d'Einstein.

Un gyroscope consiste en une roue ou en une pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre et qui, une fois lancée, tend à résister aux changements de son orientation. "L'expérience GP-B a confirmé deux des postulats les plus importants dans la théorie d'Einstein concernant l'univers, avec des implications pour l'ensemble de la recherche en astrophysique", explique aussi Francis Everitt. "Les décennies d'innovations technologiques qui sont derrière cette mission auront des effets durables dans la recherche sur la Terre et l'espace", a-t-il ajouté.

Prix Nobel

Les avancées permises par le projet "Gravity Probe B" (GP-B) initié en 1959 notamment par Leonard Schiff, alors patron du département de physique de l'université Stanford, ont été utilisées dans le système de positionnement par satellite (GPS). Des technologies découlant de la préparation de cette expérience ont aussi été appliquées à la mission du satellite COBE (Cosmic Background Explorer) de la Nasa pour étudier le rayonnement électromagnétique émis peu après le big bang, selon la théorie. Ces mesures ont permis d'étayer cette théorie. Elles ont été effectuées par John Mather de la Nasa qui a obtenu pour ces travaux le prix Nobel de physique.

"Les résultats de la mission GP-B auront des effets sur les travaux des théoriciens en physique durant de nombreuses années", juge Bill Danchi, un astrophysicien de la Nasa. "Tout défi à la théorie générale de la relativité d'Einstein devra obtenir des mesures encore plus précises que celles remarquables de précision produites par le GP-B", souligne-t-il. Les résultats de cette expérience - l'une des plus longues menées par la Nasa -, à laquelle des centaines de chercheurs ont travaillé, sont publiés dans la revue américaine Physical Review Letters.