Einstein et Galilée vont être mis au défi. Pour la première fois, l’universalité de la chute libre, selon laquelle tous les corps tombent à la même vitesse sous l’effet de la gravitation, va être testée avec une précision inégalée. Le satellite Microscope, qui sera lancé ce vendredi 22 avril, va comparer les mouvements relatifs de deux masses différentes sous l’effet d’un mouvement de chute libre.

Qui tombe le plus vite ?

On sait, depuis Galilée, que deux corps de masses différentes tombent à la même vitesse lorsqu’ils ne sont pas soumis aux frottements avec l’air : une plume et une boule de bowling subissent la même attraction. Si nous, sur Terre, voyons la plume tomber plus lentement, c’est uniquement dû aux perturbations terrestres, notamment celles de l’air.

Or, ce postulat de Galilée, repris par Einstein dans la théorie de la relativité générale, n’a jamais pu être testé avec suffisamment de précision. « Sur Terre, on fait des expériences soit avec des pendules de torsion soit avec des tirs lasers sur la Lune, explique Yves André, chef du projet Microscope au Centre national d’études spatiales (CNES). Mais on n’est pas arrivé à des mesures avec un degré de précision inférieur à 10 puissance -13. » Les mesures obtenues par le projet Microscope atteindront une précision de 10 puissance -15. « Dans l’espace, les forces parasites sont très faibles », poursuit Yves André.

Deux ans avant les premières publications

Concrètement, le satellite va permettre de mesurer la force nécessaire pour retenir deux objets de masses différentes, l’un en titane, l’autre en platine et rhodium, soumis à une chute libre. Si les scientifiques voient que la force nécessaire pour retenir l’un des deux objets est plus importante que pour l’autre, la physique pourrait changer d’ère : « Ce serait un bouleversement, reconnaît Yves André. Cela pourrait permettre d’unifier la physique quantique et la relativité générale. L’objectif de Microscope est de voir si la relativité générale est assez précise ou si d’autres théories pourraient la compléter. »

Le lancement du satellite Microscope aura lieu dans la nuit de vendredi. « L’instrument sera allumé le mercredi suivant, la propulsion commencera jeudi et on va régler le système jusqu’en septembre. A partir de là, on commencera les expériences de chute libre. L’exploitation des données est complexe, il faudra compter deux ans de travail avant de publier quelque chose de sérieux », estime Yves André. La mission Microscope, financée à 90 % par le CNES, pourrait être la naissance d’une « physique du 21e siècle », selon le chercheur.