La mission Microscope Galilée, Newton et Einstein à l’épreuve de la technologie spatiale du XXIème siècle

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   Palaiseau, le 14 septembre 2011 Communiqué de presse   La mission Microscope Galilée, Newton et Einstein à l’épreuve de la technologie spatiale du XXIème siècle Des théoriciens et expérimentateurs de physique fondamentale dans l’espace se réunissent en colloque au centre Onera de Palaiseau lundi 19 septembre. Ces spécialistes sont là pour soutenir la mission spatiale Microscope et rappeler à quel point l’enjeu est important pour la connaissance scientifique. Microscope est un satellite (projet Cnes) dont l’objectif est de confirmer ou d’invalider le principe d’équivalence, constaté par Galilée, puis par Newton, et à la base de la théorie de la relativité générale d’Einstein. La décision de lancer Microscope en 2015 devrait être confirmée avant la fin de l’année 2011. Parmi les scientifiques de très haut niveau réunis, les professeurs Claude Cohen‐Tannoudji (ENS Paris, prix Nobel 1997), Thibault Damour (IHES Paris) et Claus Lämmerzahl (Zarm, Brême) rappelleront l’enjeu du principe d’équivalence, qui postule que la masse soumise à l’inertie est identique à la masse soumise à la gravitation. Principe équivalent à celui de l’universalité de la chute des corps énoncé par Galilée en 1602 : « Tous les corps, la plume comme le plomb, ont même loi de chute. ». Ce postulat se révèle être la pierre angulaire de la Relativité Générale, la grande théorie de la gravitation  d’Einstein,  encore  jamais  mise  en  défaut  expérimentalement,  et  dont  les  ...
Publié le : vendredi 16 septembre 2011
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Palaiseau,le14septembre2011CommuniquédepresseLamissionMicroscopeGalilée,NewtonetEinsteinàl’épreuvedelatechnologiespatialeduXXIèmesiècle
Desthéoriciensetexpérimentateursdephysiquefondamentaledansl’espaceseréunissentencolloqueaucentreOneradePalaiseaulundi19septembre.CesspécialistessontpoursoutenirlamissionspatialeMicroscopeetrappeleràquelpointl’enjeuestimportantpourlaconnaissancescientifique.Microscopeestunsatellite(projetCnes)dontl’objectifestdeconfirmeroud’invaliderleprinciped’équivalence,constatéparGalilée,puisparNewton,etàlabasedelathéoriedelarelativitégénéraled’Einstein.LadécisiondelancerMicroscopeen2015devraitêtreconfirméeavantlafindel’année2011.
Parmilesscientifiquesdetrèshautniveauréunis,lesprofesseursClaudeCohenTannoudji(ENSParis,prixNobel1997),ThibaultDamour(IHESParis)etClausLämmerzahl(Zarm,Brême)rappellerontl’enjeuduprinciped’équivalence,quipostulequelamassesoumiseàl’inertieestidentiqueàlamassesoumiseàlagravitation.Principeéquivalentàceluidel’universalitédelachutedescorpsénoncéparGaliléeen1602:«Touslescorps,laplumecommeleplomb,ontmêmeloidechute.».CepostulatserévèleêtrelapierreangulairedelaRelativitéGénérale,lagrandethéoriedelagravitationd’Einstein,encorejamaismiseendéfautexpérimentalement,etdontleséquationsrégissentunegrandepartiedesphénomènesobservésdansl’Univers.
L’enjeudelavérificationdeceprincipeesténorme:s’ilétaitviolé,celapourraitsignifierqu’ilexisteuneforcequinousestinconnue,cequiouvriraitalorslavoieàunenouvellephysique,unethéorieplusenglobantequelarelativitégénérale.
Laprécision(1015)desaccéléromètresultrasensiblesdeMicroscope,conçusetfabriquésparl’Onera,esteneffettellequ’ellepermettraitdedétecterladifférencequ’envisagentcertainsthéoriciens.
Lesphysicienssonteneffetdepuisdenombreusesannéesàlarecherchedelagravitéquantique,Graaldelaphysiquefondamentale,quijetteraitunpontentrelemondemacroscopiquedelarelativitégénéraleetl’étrangemondemicroscopiquedelathéoriequantiquedeschamps,danslecadred’unethéoriedelaphysiqueunifiéecommelathéoriedescordes.Ceseraitalorsunevéritablerévolutionnonseulementdelaphysiquemaisaussidenotrevisiondumonde.
Danslecasd’uneconfirmationduprinciped’équivalence,celacontraindraitnotablementlesconstructionsthéoriquesactuellespuisquequeceprincipeauraétévérifiéquelque1000foisplusprécisémentqu’auparavant.
Microscopeabienunréelpotentieldedécouverteconcernantlaphysiquelaplusfondamentale,complémentaireettoutaussicrucialquelesgrandsaccélérateurstelsqueleLHC,aujourd’huiàlarecherchedubosondeHiggs,supposéêtreàl’originedelamassedesparticulesélémentaires.Microscopeestportéparlesmeilleursthéoriciensdelaphysiquefondamentaledansl’espace,associésauxmeilleursspécialistesdemétrologiespatiale,quisontàl’Onera.Ilsoeuvrentdepuisplusde12anssurceprojetunique,afinderéaliserune«première»scientifiquederangmondial,motivésparcetexceptionnelenjeudeconnaissance.LeursavoirfaireaétélargementdémontréaveclesmissionsChamp,GraceetGoceetnoussavonsmaintenantqueceprojetestréalisableavecdesrisquesattachésàl’instrumenttrèslimités.
Ledéfiscientifiqueettechnologiquequereprésentelaréalisationdecegrandinstrumentetdel’expérienceenorbitemobilisel’enthousiasmeetl’énergiedeschercheursdel’OneraetduCNES.
LamissionMicroscope,quidevraitdureruneannée,estaujourd’huiprêtepourêtreréalisée.Lesscientifiquessontimpatientsdecommencerlecompteàrebourspour2015.
Figure 1  L’universalité de la chute des corps
Galilée:«Touslescorps,laplumecommeleplomb,ontmêmeloidechute.».Cepostulatestcontenudansleprinciped’équivalenced’Einstein.S’ilestremisenquestion,alorslarelativitégénéralesefissure…
Figure 2  Principe de la mission Microscope
Unetrajectoireorbitaleestunechutelibrequasimentperpétuellepuisquelemobilen’estsoumisqu’àlagravitation.
LeprincipedeMicroscopeestdecomparerlestrajectoiresdedeuxmassesdecompositionsdifférentessituéesaucœurdusatelliteenorbite.Sil’accéléromètreultrasensiblemesureuneinfimedéviationentrelesdeuxtrajectoires(avecuneprécisionjusqu’àundixmillionièmedemilliardièmedenotregravitéterrestre),celasignifieralaviolationduprinciped’équivalence.Al’heureactuelle,seull’espacepeutoffrirdesconditionsdemesureaussiprécisespourdesexpériencesdemécanique.
Enorbitedanslesatellite:deuxmassesd’épreuve,l’uneenplatine(trèsdense),l’autreentitane(métalquatrefoismoinsdensequeleplatine).Lamoindredifférencedansleurcomportementremettraitenquestionleprinciped’équivalence.Silestrajectoiresdesmassessontlesmêmes,Silesaccéléromètrestrahissentunedéviationalorslamassegravitationnelleégalelamassedestrajectoires,alorslamassegravitationnelleinertielleetleprinciped’équivalencetientdiffèredelamasseinertielleetleprincipetoujours.d’équivalenceestviolé.
Aproposdel’Onera:L’OneraestlepremieracteurfrançaisdelaR&Taéronautique,spatialeetdedéfense:ilréalise25%delaR&Tdecessecteurshautementstratégiques.Etablissementpublic(EPIC),crééen1946,soustutelleduMinistèredelaDéfense,l’Oneracompteplusde2000salariéset200doctorantsetpostdoctorants.IlestleseulacteurenFranceàcumulerdesconnaissancesetdescompétencesdanstouteslesdisciplinesdel’aérospatial.Avecunparcdemoyensd’expérimentationuniqueenEurope,ilmetsescompétencesauservicedesagencesdeprogrammes,desinstitutionnels,desgrandsindustrielsetdesPMEPMI.Sonmodèleatypiquederecherchepartenariale,labelliséCarnot,avec5foisplusd’activitéssurcontratparchercheurquelamoyenne,luiapermisderéaliserunvolumed’activitésde227millionsd’eurosen2010.Forced’innovation,d’expertiseetdeprospective,l’Oneraacontribuéauxplusgrandssuccèsdel’aérospatial:Ariane5,gammesAirbusetEurocopter,Rafale,Falcon7X,leradardeveillespatialeGraves,leVeryLargeTelescope,etc.
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