Ce soir, à 23h02, le satellite Microscope du CNES prendra son envol à bord d'une fusée Soyouz. Sa mission, rien de moins que vérifier une nouvelle fois le principe d'équivalence, l'un des fondements de la théorie de la relativité générale.

Il y a un peu plus de deux mois, les équipes de LIRGO et Virgo ont détecté, sans « aucune place au doute », des ondes gravitationnelles. D'ici peu, un autre principe d'Albert Einstein va bientôt être testé :  l'universalité de la chute libre. Cela grâce au satellite Microscope (MICROSatellite à traînée Compensée pour l'Observation du Principe d'Équivalence) qui décollera (si tout va bien) ce soir à 23h02

Vérifier un des piliers de la théorie de la relativité générale d'Einstein

Derrière ce nom se cache un principe qui est présenté par le CNES comme « le fondement » de la théorie de la relativité générale d'Einstein. Le principe est simple et peut se résumer ainsi : « dans le vide, tous les corps tombent avec la même vitesse, quelle que soit leur masse ou leur composition ». Certains ont déjà pu en faire l'expérience à l'école, avec une pompe à vide, une plume et une bille de plomb par exemple. 

On rappellera que ce principe d'équivalence n'a rien de bien nouveau et que de nombreuses expériences ont été menées, sans jamais le mettre en défaut jusqu'à présent. Pour ceux qui en voudraient la preuve en image, la vidéo ci-dessous en donne un parfait exemple avec une boule de bowling et des plumes dans une salle sous vide. On peut également citer la « célèbre » expérience menée sur la lune avec un marteau et une plume lâchés en même temps et qui tombent au sol en même temps.

Des mesures toujours plus précises, avec peut-être « un événement majeur »

Effectuer des mesures dans l'espace (le satellite sera à plus de 700 km d'altitude) permettra d'obtenir des résultats encore plus précis que toutes les expériences actuelles : « Récemment vérifié avec un degré de précision relative de l’ordre de 10^- 13, ce principe est toutefois encore 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 ».

C'est justement le but de cette mission du CNES puisque le satellite Microscope permettra d'aller encore plus loin avec une précision de l’ordre de 10^- 15, notamment car il ne sera pas gêné par les perturbations causées par la Terre, comme les tremblements sismiques aussi faibles soient-ils. Pour rappel, les scientifiques sont confrontés au même problème avec la détection des ondes gravitationnelles (d'où le lancement de la mission LISA Pathfinder).

Le CNES explique que le déroulement de l'expérience se fera de la manière suivante : « Deux masses cylindriques concentriques constituées de matériaux différents – l'une en titane et l'autre avec un alliage de platine et de rhodium –  seront minutieusement contrôlées afin de rester immobiles par rapport au satellite dans un double accéléromètre électrostatique différentiel. Si le principe d'équivalence est vérifié, les 2 masses subiront la même accélération de contrôle. Si des accélérations différentes doivent être appliquées, cela mettra en évidence une violation du principe d'équivalence, ce qui constituerait alors un événement majeur pour la physique ».

Décollage prévu à 23h02, un live sera en place dès 22h15

Il faudra néanmoins être patient puisque le satellite ne prendra son envol que ce soir à bord d'une fusée Soyouz depuis la Guyane, et il faudra probablement attendre plusieurs semaines avant d'avoir des résultats probants (la mission est prévue pour durer deux ans). Notez que Microscope ne sera pas seul à bord de la fusée puisque le satellite d'observation de la Terre Sentinel-1B et trois CubeSats (des mini-satellites) seront également présents.