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Accueil du site > Actualités > Technologies > La relativité d’Einstein va-t-elle « imploser » après la mission (...)

La relativité d’Einstein va-t-elle « imploser » après la mission Microscope ?

Vous connaissez la fameuse blague de potache ; qu’est-ce qui est plus lourd, un kilo de plomb ou un kilo de plume ? Cette blague sert aussi pour expliquer un principe physique fondamental, le principe d’équivalence. Lequel détermine les lois de la cosmologie relativiste d’Einstein mais aussi de la gravitation universelle de Newton. Ce principe dit qu’une masse gravitationnelle est équivalente à une masse inertielle. La masse qui est attirée par la gravité est la même que la masse qui se déplace conformément à son inertie. Ce principe permet d’établir nombre de lois de la mécanique classique mais aussi celles de la cosmologie relativiste d’Einstein moyennant une extension de ce principe aux mouvements accélérés. Un champ de gravitation est alors indiscernable d’une accélération alors que la masse inertielle reste égale à la masse gravitationnelle.

Revenons à la physique basique. C’est-ce qui tombe plus vite, une plume de un gramme ou une bille de métal pesant elle aussi un gramme. Si vous faites l’expérience, vous constaterez que la bille tombe plus vite. Est-ce pour autant que le principe fondamental de l’égalité entre masses inertielle et grave serait violé ? Certainement pas. Si la plume tombe plus lentement, c’est que l’air offre une résistance assez importante. Sur la lune, en absence d’atmosphère, une plume et un marteau tomberont à la même vitesse. L’expérience a été faite par David Scott, l’un des astronautes de la mission Apollo 15. Newton avait lui aussi effectué une expérience en mesurant la période de deux pendules avec des masses différentes mais une même longueur. Les périodes sont identiques, ce qui confirme le principe d’équivalence mais avec une précision assez limitée, de l’ordre du millième. Dans le courant du 19ème siècle, le test du pendule a été amélioré pour confirmer le principe d’équivalence.

Sur terre, il est possible d’effectuer la même expérience que Scott en utilisant un silo dans lequel le vide a été produit artificiellement. Il en existe une à Brême, elle fait 100 mètres de haut. L’expérience de Scott a pu être réalisée minutieusement en mesurant une chute de deux cylindres emboîtés sur une dizaine de secondes. Le principe d’équivalence n’a pas été violé et les deux masses touchent le sol en même temps. Il a juste été vérifié avec une précision de 13 décimales, ce qui est considérable. Et si on tentait une précision encore plus fine, par exemple 15 décimales ? Il existe le principe de Gabor, sorte de boutade spécifiant que tout ce qui est techniquement possible sera réalisé un jour. Sur terre, il est impossible de gagner en précision, sauf si on construit un silo qui ferait dix kilomètres de haut. Par contre, si on envoie un dispositif adéquat dans un satellite placé en orbite stationnaire, il est possible de gagner un facteur d’au moins 100 en précision.

Cette expérience a été conçue par une équipe de chercheurs français pilotés par le CNES mais le lancement prévu pour le 22 avril a été reporté deux fois pour cause de météo. Cette expérience a pour nom de code « mission Microscope ». Le principe est de mesurer avec une finesse incroyable la « force gravitationnelle » sur une longue durée. L’expérience utilise deux cylindres concentriques emboîtés l’un dans l’autre à l’image de deux poupées russes. L’un est fait de titane, l’autre de platine. Ils sont minutieusement alignés. Lors de l’expérience, au cas où ces deux masses subiraient une accélération différente, un dispositif générant des forces électrostatique sera activé pour maintenir ensemble les deux cylindres avec une précision dont l’échelle de grandeur est celle d’un atome. Dans le cas contraire, aucune force électrostatique ne sera nécessaire parce que le principe d’équivalence n’est pas violé et que les deux masses suivent la même trajectoire. Afin d’éviter tout artefact, un autre système fait de deux cylindre de platine sera utilisé et permettra aussi de calibrer l’expérience.


Avis aux amateurs de paris. La violation du principe d’équivalence se joue avec une cote de un million contre un. Pour la plupart des scientifiques, cette expérience servira à vérifier le fameux principe avec une précision 100 fois supérieure aux expériences précédentes. Ce principe, bien que postulé et universalisé, ne peut pas être démontré mathématiquement. Il découle de l’observation de la nature. Néanmoins, dans le cadre de la théorie des cordes qui cherche à unifier la mécanique quantique et la relativité générale, il est prévu que ce principe soit violé mais à une échelle bien inférieure aux 15 décimales offertes par la mission Microscope. Il ne devrait donc rien se passer. Si néanmoins les scientifiques espèrent qu’il se passe quelque chose, alors on peut voir cette expérience comme un défi lancé à Einstein et je me permets d’ajouter, un défi lancé à Newton.

L’expérience est simple. Il suffit d’imaginer les deux cylindres en suspension dans le satellite géostationnaire. Si la physique d’Einstein est respectée, les deux cylindres doivent rester solidaires. Mais si les deux cylindres se décollent légèrement, cela signifie qu’ils ne suivraient pas la même géodésique contrairement à ce que calcule la relativité générale. Oui mais pourquoi alors ils ne devraient pas suivre la même géodésique ? Eh bien parce que la relativité générale ne serait qu’une approximation et que la théorie qui décrit le cosmos n’est plus celle d’Einstein. Cette nouvelle théorie peut éventuellement se concevoir comme une reformulation de la gravité. Par exemple une gravité reposant sur une réalité profonde qui détermine ce phénomène et qui ne réduit pas la matière a ses propriétés mécaniques et phénoménales que sont la disposition et le mouvement. C’est la matière comme information qui est prise en compte. En ce cas, la trajectoire des deux cylindres peut être légèrement différente si on conçoit que la matière comme « dispositif informationnel » n’est pas identique dans la « réaction gravitationnelle » qui est en quelque sorte calculée différemment selon que les atomes sont de platine ou de titane. Cette conception nouvelle de la physique a été présentée sommairement dans un article sans développements mathématiques. Si la mission Microscope détectait une différence de comportement gravitationnel en mesurant la « longe chute » en apesanteur des deux cylindres, alors la cosmologie devra être repensée.

La théorie quantique est dans son principe une physique qui décrit les communications de la matière. Il n’y a aucune raison que la gravité échappe à ce principe et ne devienne elle aussi une théorie qui place l’information au centre. Pour conclure, il peut ne rien se passer dans cette expérience et c’est ce qui est prévu ; ce qui explique la relative discrétion du buzz médiatique avec une communauté scientifique pour laquelle cette expérience est une prouesse technique et non pas le ressort d’une révolution en physique. Mais s’il se produit quelque chose, alors ce pourrait être le germe d’une révolution colossale en physique, encore plus que la découverte du quantum d’action à partir du rayonnement du corps noir en 1900. Les théoriciens devront alors inventer la nouvelle cosmologie du 21ème siècle.

En conclusion, si le principe d’équivalence est testé par la mission Microscope, ce n’est pas celui de Newton mais celui que Einstein a appliqué pour élaborer la cosmologie relativiste. C’est bien la relativité générale qui est testée.

Informations du CNES sur Microscope

https://microscope.cnes.fr/


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60 réactions à cet article    


  • fred.foyn Le p’tit Charles 26 avril 10:39

    Faudrait d’abord dire, que le sieur Einstein à pomper sur « Point-carré »...pour s’attribuer certaines découvertes du dernier nommé.. ?


    • Jo.Di Jo.Di 26 avril 10:46

       
      e = m c2 est une formule de .... Poincaré !
       
      La relativité générale a été écrite par Hilbert .... Lorentz et Poncaré la simple ...
       
      Le prix Nobel de Einstein (effet voltaïque) tient sur 1/2 page de calcul ...
       
      Neumann a passé le concours de l’Institut Polytechnique de Zurich en touriste, Einstein a échoué et a fini scribouillard de brevets ...
       
      MAIS il avait un copain qui montait une télé et a su très bien tirer la langue ...
       
      Du relativisme ... pas bobo.


      • Zolko Zolko 26 avril 14:29

        @Jo.Di
         
        « Einstein a échoué et a fini scribouillard de brevets »
         
        en Suisse. C’est pour cela qu’il a vue passer des tétrachiées de brevets sur la mesure du temps. Ce qui l’a amené à ses réflexions sur le temps, universel et autre.
         
        Et il n’y a pas « fini », comme vous pourriez le voir sur la page Wikipedia qui lui est consacré : il y a passé 2 ans.


      • christophe nicolas christophe nicolas 27 avril 16:44

        @Jo.Di

        L’explication de l’effet voltaïque par Einstein est très insuffisante, c’est démontré expérimentalement par Roger Shawyer et son EMdrive, ça vaut pour un photon qui expulse un électron mais on peut faire autrement avec plusieurs photons en dessous de l’énergie de seuil.

      • JL JL 26 avril 11:19

        Moi je suis prêt à parier qu’on ne trouvera rien, et pour une raison qui n’a été évoquée par personne : s’il y a une différence entre masse grave et masse inerte, il n’est pas raisonnable de penser qu’elle se manifestera sur le critère de la densité des matériaux mais plus probablement sur les différences de nature. 


        De ce point de vue, il y a moins de différence entre le titane et et le platine qui sont tous deux des métaux, qu’entre des minéraux et des métaux ou des matériaux organiques.

        • sarcastelle 27 avril 11:52

          @JL

          .
          Du titane, du platine ou des matériaux organiques, vus de l’espace-temps c’est toujours des protons, des neutrons, des électrons. 

        • JL JL 27 avril 12:10

          @sarcastelle,

           
          en effet, et c’est pourquoi je ne crois pas qu’il y ait une différence entre masse grave et masse inerte.

          On peut penser le contraire, et c’est ce que fait ici B. Dugué, mais ce que j’ai voulu souligner c’est qu’il me parait absurde de croire que c’est en comparant deux matériaux de densités différentes qu’on la mettrait en évidence, et je m’explique :
           
          D’abord, posons correctement la question : il existe deux façons de mesurer la masse d’un corps, le poids et l’inertie. Par expérience, on a constaté que le rapport masse grave / masse inerte est toujours constant, quels que soient les matériaux.

          Pourquoi diable ces scientifiques croient-ils que ce rapport serait différent selon la masse ? Je n’ai pas envie d’écrire mon argumentaire ici, mais je trouve que cette expérience dont parle B. Dugué est shadockienne.


        • Pentcho Valev 26 avril 11:26

          Si le principe a été vérifié avec une précision de 13 décimales, l’augmentation de la précision ne concerne plus la relativité générale. Tout ce tapage n’est qu’un camouflage du fait que le principe d’équivalence contredit la relativité d’Einstein :



          Pentcho Valev

          • JL JL 26 avril 12:50

            @Pentcho Valev


            ,Le principe d’équivalence ne me paraît pas contradictoire avec la Relativité ; au contraire, à mon avis, ce serait l’invalidation de ce principe qui invaliderait la théorie. Bernard Dugué malgré sa répugnance à répondre aux questions, pourrait-il nous donner son avis ? 

          • Bernard Dugué Bernard Dugué 26 avril 12:58

            @Pentcho Valev

            Il y a plusieurs formulations du principe d’équivalence qui est au fondement de la mécanique de Newton et de la relativité générale. si la mission Microscope détecte un décrochage de géodésique, ce sera la voie vers la gravité quantique


          • JL JL 26 avril 13:17

            @Bernard Dugué,

             
            votre formulation ésotérique ci-dessus est aussi écœurante que votre façon ostentatoire de snober mon post de 11:19. 
             
            Mais je vous connais depuis longtemps : je suis sûr que vous reprendrez quelque part cette remarque pleine de bon sens à votre compte.


          • Zolko Zolko 26 avril 14:22

            @JL
             
            « aussi écœurante que votre façon ostentatoire de snober mon post de 11:19 »
             
            peut-être que c’est pour être gentil ? Car ce que vous y dites est idiot : qu’1 kilo de métal soit différemment attiré par la gravité qu’1 kilo de pierre, n’a aucune réalité scientifique.


          • JL JL 26 avril 19:57

            @Zolko,

             
             parce que vous croyez qu’un kilo de titane est différemment attiré par la gravité qu’un kilo de platine ?
             
             Pourtant c’est ce que croit Bernarrd Dugué et avec lui bien des scientifiques renommés qui, pour vérifier cette proposition, vont dépenser des millions de $ !
             
            Vous me faites dire ce que je n’ai pas dit, et aussi ne pas avoir lu l’article.
             


          • JL JL 26 avril 20:42

            @Zolko, 


            Vous me faites dire ce que je n’ai pas dit, et aussi, semblez ne pas avoir lu l’article.
             
            Ps : si vous croyez avec Auxi que certains font du Einstein bashing pare que Einstein était juif, est-ce vous pouvez me dire pourquoi vous faites du JL-bashing ? 


          • sarcastelle 26 avril 12:12

            J’aimerais que l’auteur explique comment dans la tour à vide de Brême, qui fait cent mètres de haut, on a observé une chute d’une durée de dix secondes. 

            Brême est sur la lune ? 

            • Bernard Dugué Bernard Dugué 26 avril 12:20

              @sarcastelle

              dix secondes, c’est l’ordre de grandeur. Allez, pour être précis, la chute est de quelques secondes et moins de 10 secondes. Si vous pensez que ce détail est important pour la compréhension de l’article, tant mieux pour vous. Certains jaugent la politique de Sarkozy à la hauteur de ces talonnettes. Pour le reste des commentaires, consternant, surtout le Einstein bashing qui ne sert à rien sauf à servir de prétexte à des gens dont la maxime est : j’aboie donc je suis !


            • Jo.Di Jo.Di 26 avril 13:21

              @sarcastelle
               
              V= Gt ....
              D = 1/2 G T*T
               
              10s = 50m
               
              Vous en demandez trop ! .... L’auteur a loupé maternelle inférieure ....
               
              Couper coller d’articles scientifiques pour se branler et snobiner sur InterBEnet ....
               
              J’aboie c’est plus rigolo et baroque ... même si c’’est fatiguant ....
               


            • Jo.Di Jo.Di 26 avril 13:24

              Non 490m ! c’est contagieux !


            • Phoébée 26 avril 13:38

              @Jo.Di
              Putain la hauteur des deux tours !!


            • sarcastelle 26 avril 13:58

              @Bernard Dugué

              .
              Dix secondes c’est un ordre de grandeur.... Si vous pensez que ce détail est important pour la compréhension de l’article.....

              Le temps juste est de 4,5 secondes, et en 10 secondes on choit de 490 mètres. 

              Oui, cela a un sens de s’étonner de cela chez un auteur. 

            • Zolko Zolko 26 avril 14:24

              @Bernard Dugué
               
              « Pour le reste des commentaires, consternant, surtout le Einstein bashing »
               
              C’est pas vous qui faites ça d’habitude ?


            • Auxi 26 avril 17:27

              @Zolko
              …surtout le Einstein bashing

              Ne cherchez pas, Zolko : Einstein était juif, c’est ça la raison, la seule. Ça défrise les néo-nazis bas du front. 

            • Phoébée 26 avril 19:02

              @sarcastelle

              Donc la hauteur des 2 tours


            • berry 26 avril 19:30

              @Auxi
              Vous faites passer la solidarité tribale avant la vérité.


            • JL JL 26 avril 20:04

              Ha ha ha ! Bernard Dugué, accusé ici d’être un néo-nazi !


              C’est à se tordre de rire !

            • Bernard Dugué Bernard Dugué 26 avril 23:02

              @Zolko

              Si vous pensez que je fais du Einstein bashing, c’est que vous avez un esprit étriqué. Je conteste la théorie d’Einstein mais je reconnais son génie de physicien. La querelle sur la paternité de la RR avec Poincaré est d’une stérilité colossale. Tout comme la polémique avec Hilbert qui n’était pas physicien. J’en profite pour signaler une erreur de précipitation. L’orbite de Microscope n’est pas géostationnaire mais héliosynchrone. Cela dit, je pense qu’une expérience identique sur orbite géostationnaire peut donner aussi des surprises.


            • Doume65 27 avril 23:13

              @Auxi
              « Ne cherchez pas, Zolko : Einstein était juif »

              Même pas. C’est du minuscule chauvinisme : Ce débat n’existe qu’en France, le pays de Poincaré.


            • Auxi 28 avril 17:40

              @berry
              Solidarité tribale ? Raté, je ne suis pas juif. Essayez encore…


            • L'enfoiré L’enfoiré 26 avril 19:06

              Je me permet une remarque : à la suite de « L’expérience a été faite par David Scott, l’un des astronautes de la mission Apollo 15 » qu’une plume et un marteau tomberaient à la même vitesse".

              A mon avis, l’un et l’autre resteraient en suspension et ne tomberaient pas sans la pesanteur.
              Alors quand est-ce que l’expérience a été faite avec la pesanteur ou non ?

              • franc 1er mai 22:45

                @L’enfoiré

                bonne remarque


              • philouie 26 avril 19:17

                L’expérience a été faite par David Scott, l’un des astronautes de la mission Apollo 15.
                 
                Encore eut-il fallu qu’il y soit allé.


                • L'enfoiré L’enfoiré 26 avril 19:27

                  @philouie,


                   Ne soyons pas ridicule, il a foulé le sol lunaire. si son expérience s’est réalisé sur la lune, comme la pesanteur n’est pas nulle, mais moindre que sur terre, les choses peuvent donner des effets de non suspension.

                • philouie 26 avril 19:38

                  @L’enfoiré
                  il a foulé le sol lunaire.
                   
                  A la télé, oui.


                • L'enfoiré L’enfoiré 27 avril 10:55

                  @Alibaba007,


                   Comme dit Phil, à la télé, dans la pub.
                   mais si vous aimez le chocolat, je vous prie de croire qu’il est bien fondant dans la bouche en toutes les versions et toutes les formes de ballotins même sans marmotte.

                • Phoébée 27 avril 17:54

                  @L’enfoiré

                  ’il a foulé le sol lunaire’

                  Quel mépris pour la Lune. Il ne pouvait pas marcher comme tout le monde !!!!!


                • vachefolle vachefolle 26 avril 20:03

                  Une expérience ne fait pas le printemps

                  d’une part parce qu’une seule expérience invalidant la théorie ne peut pas changer les centaines d’expérience réussies précédentes. Tout au plus il faudra la refaire et la refaire pour vérifier.

                  Et enfin il faudra se poser beaucoup de questions sur les biais de l’expérience tout a fait novatrice, compte tenu du contexte spatial !!

                  remember les neutrinos supraluminiques .

                   


                  • sls0 sls0 26 avril 21:09

                    Lors d’une discussion avec un ami qui travaillait chez ASTRA, on discutait de la protection des satellites. Devant ses certitudes, je lui est dit qu’avec un magnétron qui travaille dans la même fréquence et une parabole, il devait avoir moyen d’aveugler un satellite. J’ai regardé la faisabilité de mon coté et du sien les calculs. Résultat c’était faisable, du coup ils ont fait l’algorithme qui va bien pour faire de la triangulation pour repérage d’éventuels farceurs. 2-3 ans plus tard ils en ont chopé un aux USA. Vu la précision à 15 chiffres derrière la virgule, il ne faut pas grand chose pour pertutber, il y a intérêt à ce le satellite soit équipé de capteurs pour déceler les perturbations et sérieusement protégé. Je ne parle pas seulement des farceurs.

                    1.62 x 10-33 cm, c’est la longueur de Planck.
                    9 x 10-42 sec, c’est le temps de Planck.
                    1094 gr/cm3, c’est la densité de Planck.
                    2.17 x 10-5 gr, c’est la masse de Planck.
                    C’en fait des chiffres au dessus et en dessous de la virgule, tout compte faite 15 chiffres derrière la virgule c’est pas beaucoup.

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