Lancé le 3 décembre dernier à 04h04 TU par une
fusée Vega d'Arianespace, le laboratoire LISA Pathfinder de l'Agence
Spatiale Européenne est conçu afin de pouvoir détecter les ondes
gravitationnelles prédites depuis le début du siècle précédent par
Albert Einstein. Mais il ne le fera pas : car LISA n'est qu'un
démonstrateur technologique, étape indispensable pour la mise au
point du véritable détecteur, qui ne pourra être réalisé avant…
2034.
Les ondes gravitationnelles
En 1915, Albert Einstein dévoilait sa théorie de la relativité
générale, qui prédit l'existence de déformations de l'espace-temps
appelées ondes gravitationnelles. 100 ans plus tard, elles n'ont
toujours pas été observées directement. Et pour cause : si leur
existence n'est plus contestée, leur effet est extraordinairement
faible, et leur détection un défi hors du commun, pratiquement
inaccessible à notre technologie actuelle. Qu'on en juge plutôt : il
est estimé qu'au passage d'une onde gravitationnelle à travers notre
Système solaire, la déformation de l'espace-temps entraînerait une
brève variation de la distance séparant la Terre du Soleil (150
millions de kilomètres) d'environ un dixième de millionième de
millimètre.
Pourtant, les promesses d'une telle détection sont nombreuses, et
amènerait un nouveau champ d'observation, l'astronomie
gravitationnelle, afin d'étudier les objets astrophysiques à
l'origine de ces ondes, produites par les phénomènes les plus
violents de l'Univers, comme les explosions d'étoiles (supernovæ),
la fusion de deux trous noirs ou celle de deux étoiles à neutrons.
Elles se manifestent comme de minuscules rides qui se propagent sur
le tissu de l'espace-temps et traversent l'Univers presque sans
perturbation, contrairement aux ondes lumineuses.
LISA Pathfinder
La mission de démonstration LISA Pathfinder est destinée à tester
les technologies nécessaires à leur détection et à leur mesure
depuis l'espace. Le satellite arrivera dans trois mois sur une
orbite stable entre la Terre et le Soleil, au point de Lagrange L1,
à 1,5 million de kilomètres de notre planète, et deviendra alors,
pendant six mois, le premier laboratoire gravitationnel dans
l'espace.
Le satellite abrite deux petits cubes faits d'or et de platine, qui
"flottent" dans des cavités distantes de 38 cm. Un système
ultra-précis de micro-propulsion contrera les effets du vent
solaire, afin de maintenir les deux cubes sur une orbite constante.
Par ailleurs, le système mesurant par laser la distance entre ces
deux cubes devrait être assez sensible pour détecter des variations
de l'ordre de 10 à 100 picomètres (le diamètre du plus petit atome,
l'hélium, est de 31 picomètres). Le rôle de ce démonstrateur est de
s'assurer que les détecteurs peuvent être correctement isolés des
perturbations extérieures, et de la fiabilité du système de mesure.
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