Einstein était sûr que tous les objets tombent de la même manière dans un champ gravitationnel, indépendamment de leur propre gravité. C’est ce qu’on appelle le principe d’équivalence, et les scientifiques viennent de montrer qu’il tient la route en utilisant un système lointain à trois étoiles découvert en 2012.
Ce système contient une étoile à neutrons et une naine blanche en orbite étroite, ainsi qu’une naine blanche plus lointaine en orbite autour de cette paire d’étoiles. Les nouvelles recherches ont révélé que les deux étoiles intérieures accélèrent à des vitesses très similaires, ce qui correspond au principe d’équivalence tel qu’il est expliqué dans la théorie générale de la relativité d’Einstein.
Selon l’équipe à l’origine de l’étude, ces derniers résultats sont environ dix fois plus précis que toutes les observations antérieures allant dans le même sens. Tout le monde n’est pas convaincu qu’Einstein avait raison au sujet de la gravité il y a plus de 100 ans, mais ces résultats devraient contribuer à régler la question.
Le télescope Robert C. Byrd à Green Bank, en Virginie-Occidentale, utilisé pour la recherche. (Anne Archibald)
Vous vous souvenez peut-être que nous avions déjà couvert cette même recherche lorsqu’elle avait été présentée à la 231e réunion de l’American Astronomical Society en janvier. Aujourd’hui, elle a été examinée par des pairs et publiée.
Ce qui rend ces trois étoiles – officiellement connues sous le nom de PSR J0337+1715 – si utiles pour cette expérience est la théorie de la relativité générale de l’étoile à neutrons à un test beaucoup plus rigoureux. forte auto-gravitation, quelque chose qui ne peut pas être dit pour les objets qui tournent autour dans le système solaire que nous appelons maison. En conséquence, cela met la
“Il s’agit d’un système stellaire unique”, explique l’un des chercheurs, Ryan Lynch, du Green Bank Observatory en Virginie occidentale. “Nous n’en connaissons pas d’autres tout à fait semblables. Cela en fait un laboratoire unique en son genre pour mettre à l’épreuve les théories d’Einstein.”
Après six ans d’enregistrement de données et 800 observations, les chercheurs ont déterminé que la naine blanche extérieure n’affectait pas l’orbite intérieure des étoiles binaires – ces étoiles se déplacent en effet dans l’espace de la même manière.
Et c’est là le cœur de l’argument d’Einstein : la gravité est un effet de la géométrie de l’espace-temps, un chemin universel que toute la matière suit.
Ainsi, par exemple, un marteau et une plume lâchés de la même hauteur dans le vide toucheront le sol en même temps ; l’astronaute Dave Scott en a fait la démonstration célèbre sur la Lune en 1971.
Dans ce cas, on pourrait considérer l’étoile à neutrons comme le marteau et la naine blanche intérieure comme la plume – cela montre que les corps de grande masse “tombent” au même rythme que les corps de faible masse, ce qui est à nouveau un élément essentiel du principe d’équivalence.
Bien sûr, ce n’est pas parce que la théorie d’Einstein est continuellement confirmée par la science que nous devons cesser de la tester – ces tests révèlent souvent de nouvelles informations fascinantes sur l’Univers.
Au début de cette année, avec l’aide des horloges atomiques que nous utilisons pour garder le temps, une équipe de scientifiques a montré que la Terre tombe dans l’espace à un rythme régulier, sans être affectée par la force de traction du Soleil,
La même idée vient d’être confirmée par ce système à trois étoiles, à 4200 années-lumière.
À mesure que nous recevons davantage de données de la mission Gaia et d’autres projets, nous devrions être en mesure d’examiner de plus près notre compréhension de la physique de l’Univers à l’avenir – et il serait difficile de parier contre Einstein.
Les recherches ont été publiées dans la revue Nature.