Microscope
La Tour de Pise. Crédits : Bernard Maybon
Au XVIIe siècle, Galilée imagine une expérience du haut de la Tour de Pise en Italie, où il laisse tomber en même temps deux objets de nature et de masse différentes.
Les deux corps touchant le sol exactement au même moment, il en déduit que dans le vide, tous les corps tombent avec le même mouvement, indépendamment de leur masse et de leur composition. C’est ce qu’on traduit par l’universalité de la chute libre ou encore l’équivalence entre la masse pesante (sensible à l’attraction gravitationnelle) et la masse inerte (résistant au changement de mouvement).
A l’époque, il s’agissait d’une observation mais on ne connaissait pas encore le vide. En raison des frottements, Galilée cherche d'autres méthodes que le lâcher d'objets d'une grande hauteur :minimiser les frottements en prenant des mouvements très lents, par exemple le long de plans inclinés, ou comparer de nombreuses oscillations de deux pendules différents. Il n'observe aucune différence.
Cette découverte de l’équivalence entre masse pesante et masse inerte a, de tous temps, mobilisé les plus grands physiciens (Galilée, Newton, Einstein…) et inspiré la fameuse théorie de la relativité générale. En effet Einstein en a fait un Principe sur lequel il a bâti sa théorie de la relativité générale où il identifie gravitation et accélération.
L’enjeu est en effet de taille : il s’agit de maîtriser une interaction fondamentale qui n’a jamais encore trouvé d’explication scientifique parfaite : la gravitation, c’est-à-dire la l’attraction exercée par un corps sur n’importe quel autre corps massif.
Le test du principe d’équivalence repose sur l'universalité de la chute libre. Au sol, il a été récemment vérifié avec un degré de précision relative de l’ordre de 10-13. Aujourd’hui, le CNES dispose d’un atout pour aller plus loin. En effet, dans l’espace, il est possible d’étudier le mouvement relatif de 2 corps, en mettant à profit le mouvement de chute libre permanente dont est animé un satellite en orbite.
L’objectif du satellite Microscope, qui sera lancé en 2014, est donc de tester la validité du principe d’équivalence au moyen de mesures spatiales. Le défi consiste à atteindre une précision 100 fois meilleure que toutes les expériences réalisées jusqu’à présent dans le monde, ce qui ouvrira de nouveaux horizons aux théories de la gravitation.
| Microsatellite Microscope (Micro-Satellite à traînée Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence) |
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| Initiateurs | Onéra, Observatoire de la Côte d’Azur |
| Statut | En cours de développement |
| Participants | CNES, Onéra, Observatoire de la Côte d’Azur, ESA, Zarm |
| Objectif | Tester la validité du principe d’équivalence avec une précision 100 fois meilleure |
| Date de lancement | 2014 |
Dernière mise à jour : Août 2011.
