La relativité d'Einstein encore gagnante

Reprise d'un article paru sur fr.sci.astrophysique, initialement paru sur le site du Figaro.

Cyrille Vanlerberghe [23 octobre 2004]

Einstein ne s'était pas trompé. Plus de 80 années après une prédiction faite en 1918, deux physiciens, un Italien et un Américain, ont vérifié un des effets les plus subtils de la théorie de la relativité générale. D'après des observations faites sur les orbites de deux satellites entre 1993 et 2003, il apparaît que la Terre entraîne l'espace et le temps autour d'elle par son mouvement de rotation, un effet de la relativité appelé «entraînement des repères». Ignazio Ciufolini de l'université de Lecce en Italie et Erricos Pavlis, d'un centre de recherche commun entre le centre spatial Goddard de la Nasa et l'université du Maryland à Baltimore, publient leurs résultats dans la revue britannique Nature.

En mesurant très soigneusement le temps de trajet aller et retour de faisceaux lasers envoyés en direction des deux satellites Lageos I et II, des cibles passives recouvertes de réflecteurs lasers, ils ont réussi à détecter une infime variation de leurs orbites. «Nous avons trouvé que les plans des orbites de Lageos I et II ont été déplacés de deux mètres par an dans le sens de la rotation de la Terre», raconte Erricos Pavlis. Ces mesures sont en accord à 99% avec les prévisions de la théorie de la relativité, mais les scientifiques admettent que leurs mesures comportent tout de même une marge d'erreur de 10%. Cette incertitude est encore importante, mais la mesure est obtenue grâce à des moyens techniques finalement assez simples, et parvient tout de même à devancer largement le satellite Gravity Probe B d'un coût total de 700 millions de dollars, lancé en avril 2004 pour tester cette même prévision d'Einstein, avec une précision il est vrai bien meilleure.

Les mesures d'orbites des satellites par visée laser sont courantes depuis les années 60, mais cette vérification récente de la relativité générale n'a été rendue possible que par la publication en 2004 des données les plus précises jamais obtenues du champ de gravité de la Terre, par les Allemands du centre GFZ de Potsdam. En effet, il était indispensable de dissocier les effets dus aux irrégularités du champ de gravité terrestre (à cause des différentes épaisseurs de la croûte terrestre, par exemple) de l'entraînement de la rotation de la Terre.