Une sonde de la NASA en orbite autour de la Terre a confirmé deux prédictions clés de la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein, qui décrit comment la gravité amène les masses à déformer l’espace-temps autour d’elles.
La mission Gravity Probe B a été lancée en 2004 pour étudier deux aspects de la théorie d’Einstein sur la gravité : l’effet géodésique, ou la déformation de l’espace et du temps autour d’un corps gravitationnel, et le frame-dragging, qui décrit la quantité d’espace et de temps qu’un objet en rotation entraîne avec lui.
« Imaginez la terre comme si elle était immergée dans du miel », a déclaré dans un communiqué Francis Everitt, physicien de l’Université de Stanford et chercheur principal de Gravity Probe B. « Au fur et à mesure que la planète tourne, la température de l’eau augmente. « Lorsque la planète tourne, le miel qui l’entoure tourbillonne, et il en va de même pour l’espace et le temps. GP-B a confirmé deux des prédictions les plus profondes de l’univers d’Einstein, ce qui a des implications de grande portée dans toute la recherche en astrophysique. »
Gravity Probe B a utilisé quatre gyroscopes ultra-précis pour mesurer les deux hypothèses gravitationnelles. La sonde a confirmé les deux effets avec une précision sans précédent en pointant ses instruments sur une seule étoile appelée IM Pegasi.
Si la gravité n’affectait pas l’espace et le temps, les gyroscopes de la sonde pointeraient toujours dans la même direction alors qu’elle était en orbite polaire autour de la Terre. Cependant, les gyroscopes ont connu des changements petits mais mesurables dans la direction de leur rotation alors que la gravité de la Terre les tirait, confirmant ainsi les théories d’Einstein.
« Les résultats de la mission auront un impact à long terme sur le travail des physiciens théoriques », a déclaré Bill Danchi, astrophysicien principal et scientifique du programme au siège de la NASA à Washington. « Chaque futur défi aux théories de la relativité générale d’Einstein devra chercher des mesures plus précises que le travail remarquable accompli par GP-B. »
Un travail de longue haleine
Ces résultats concluent l’un des projets les plus longs de l’histoire de la NASA. L’agence spatiale s’est impliquée dans le développement d’une expérience de gyroscope de relativité en 1963.
Des décennies de recherches et de tests ont conduit à des technologies révolutionnaires pour contrôler les perturbations environnementales susceptibles d’affecter le vaisseau spatial, comme la traînée aérodynamique, les champs magnétiques et les variations thermiques. En outre, le suiveur d’étoiles et les gyroscopes de la mission étaient les plus précis jamais conçus et produits.
Le projet Gravity Probe B a permis de faire progresser les technologies GPS qui aident à guider les avions à atterrir. D’autres innovations ont été appliquées à la mission Cosmic Background Explorer de la NASA, qui a déterminé avec précision le rayonnement de fond de l’univers laissé peu après le big bang.
Le concept de satellite sans traînée inauguré par la sonde gravitationnelle B a rendu possible un certain nombre de satellites d’observation de la Terre, notamment l’expérience de récupération de la gravité et du climat de la NASA. Ces satellites fournissent les mesures les plus précises de la forme de la Terre, qui sont essentielles pour la navigation sur terre et sur mer, et pour comprendre la relation entre la circulation océanique et les modèles climatiques.
La grande portée de Gravity Probe B
La mission Gravity Probe B a également servi de terrain de formation pour les étudiants de tous les États-Unis, des candidats au doctorat et au master aux étudiants de premier cycle et aux lycéens. En fait, un étudiant de premier cycle qui a travaillé sur la mission est devenu la première femme astronaute dans l’espace, Sally Ride.
« GP-B ajoute à la base de connaissances sur la relativité de manière importante, et son impact positif se fera sentir dans les carrières des étudiants dont l’éducation a été enrichie par le projet », a déclaré Ed Weiler, administrateur associé pour la direction de la mission scientifique au siège de la NASA.
La sonde de gravité B a terminé ses opérations de collecte de données et a été mise hors service en décembre 2010. Les résultats de la sonde ont été publiés en ligne dans la revue Physical Review Letters.
Suivez SPACE.com pour connaître les dernières nouvelles en matière de sciences et d’exploration spatiales sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.
- 6 Weird Facts About Gravity
- Top 10 Strangest Things in Space
- Twisted Physics : 7 Mind-Blowing Findings
.