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Une vérification dans l'espace du Principe d'Equivalence

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Une vérification dans l'espace du Principe d'Equivalence

Vendredi, 08/09/2000 - 22:00 0 commentaire
Une vérification dans l'espace du Principe d'Equivalence zoom

Tous les corps acquièrent la même accélération dans un champ de gravitation, et ce principe reste vrai indépendamment de leur masse et de leur composition interne. Cette observation découle du Principe d'Equivalence postulé par Albert Einstein. S'il a déjà fait l'objet de différents tests au sol, permettant de conclure qu'il y a effectivement équivalence jusqu'à un niveau de l'ordre de 10-12, au-delà, des violations de ce Principe d'Equivalence sont-elles envisageables ? C'est à cette question fondamentale que tentera de répondre la ssion 'Microscope', un projet dans lequel l'ONERA est maître d'ouvre de la charge utile. Sans doute apocryphe, la célèbre expérience de Galilée, réalisée du haute de la Tour de Pise et consistant à lâcher simultanément un boulet de canon et une légère sphère de bois, a montré que les deux objets touchent le sol au même instant. Quelques siècles plus tard, les astronautes de la mission Apollo 11 allaient à leur tour rééditer cette expérience sur la Lune à l'aide d'une plume et d'un poids qui, une fois encore, arrivèrent au sol en même temps. Entre temps, Newton avait, lui aussi, vérifier expérimentalement cette égalité avec une précision de 10-3, utilisant pour ce faire un pendule à balancier. A l'aide d'un pendule de torsion, Eötvös quant à lui était parvenu en 1889 à atteindre une précision de 10-9. Plus récemment, en 1965, encore une fois à l'aide d'un pendule de torsion, Dicke réalisait une nouvelle vérification de ce principe avec, cette fois-ci, une précision de 10-11. Cette universalité de la chute des corps s'exprime en disant que la masse grave d'un corps est égale à la masse inerte. Les expériences les plus performantes visant à vérifier le Principe d'Equivalence sont aujourd'hui de deux types. Les unes utilisent un pendule de torsion autour duquel deux masses de matériau différent sont soumises au même mouvement que celui de la Terre autour du Soleil et utilisent ce dernier comme source de champ gravitationnel. Grâce à ces pendules, on enregistre des précisions d'environ de 10-12. L'équipe d'Aldelberger de l'Université de Washington est actuellement la plus performante au monde pour réaliser ces mesures à l'aide de pendules de torsion. L'autre type d'expériences réalisées au sol consiste à mesurer le mouvement relatif de la Lune et de la Terre, ces deux astres étant soumis au champ gravitationnel du Soleil. Mais pour dépasser la précision des vérifications réalisées jusqu'à présent et atteindre 10-15, les scientifiques ont donc décidé de tester ce Principe d'Equivalence dans l'espace, se libérant ainsi des contraintes qu'entraînent les expériences menées au sol. Le principe du test sera alors le suivant : deux corps constitués de matériaux différents sont placés en orbite autour de la Terre, cette dernière jouant le rôle de source gravitationnelle. Or si le Principe d'Equivalence se vérifie, ces deux corps auront la même orbite. En revanche, en cas de violation de ce Principe, ils auront des orbites différentes. Une expérience de ce type présente évidemment de nombreux avantages. En effet, au lieu d'être de quelques secondes comme cela se déroule dans une expérience menée au sol, la chute du corps sera alors infiniment longue. En outre, les perturbations humaines sont absentes. Quant aux perturbations dues notamment à des forces aérodynamiques, elles sont moins nombreuses, d'où la possibilité de disposer d'un 'laboratoire spatial' très faiblement perturbé en termes d'accélération. Les résultats de cette mission apporteront peut-être une nouvelle vérification de la Relativité Générale et permettront aux physiciens théoriciens, confrontés depuis déjà plusieurs années à des problèmes extrêmement complexes, de progresser sans doute un peu plus au-delà du modèle standard de façon à pouvoir regrouper l'interaction gravitationnelle aux trois autres interactions (électromagnétique, faible et forte).

Alphagalileo :

http://www.alphagalileo.org/ReadNotice.cfm?ReleaseID=4394

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