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Gravity Probe B confirme deux effets de la relativité générale

Deux effets dûs à la relativité générale d’Albert Einstein viennent d’être confirmés par l’analyse de données obtenues par Gravity Probe B, une sonde lancée en avril 2004 et qui est restée en orbite polaire autour de la Terre pendant 17 mois.

La première confirmation concerne l’effet géodétique. Nous avons tous appris à l’école que la circonférence d’un cercle est égale à deux fois pi fois le rayon du cercle. En fait, d’après la relativité générale, la masse de notre planète déforme légèrement l’espace-temps autour d’elle et, pour cette raison, la circonférence d’un grand cercle autour de la Terre est légèrement plus courte que cela.

La deuxième confirmation concerne l’effet Lense-Thirring (ou gravitomagnétisme), qui est lui provoqué par la rotation de la Terre. Imaginez une cuillère en train de tourner sur elle-même au centre d’un pot de miel. Avec un peu de patience, tout le miel du pot finit par se déplacer et suivre la rotation centrale. D’une façon similaire, l’espace-temps autour de la Terre est entrainé par la rotation de celle-ci.

La mission Gravity Probe B emportait en son sein quatre sphères de quartz, recouvertes de niobium supraconducteur. Ces sphères tournaient sur elles-mêmes à une vitesse de 5.000 tours par minutes. Elles constituaient donc des gyroscopes et les deux effets relativistes ci-dessus devaient en théorie se manifester par une lente dérive, infinitésimale mais mesurable, de leur axe de rotation par rapport à la voûte céleste.

Les quatre gyroscopes étaient les objets les plus sphériques jamais créés sur Terre afin d’éviter au maximum de noyer les conséquences de la relativité générale sous des effets plus classiques. Malheureusement des imperfections restaient et il a fallu cinq ans d’analyses pour arriver aux résultats annoncés le 3 mai 2011. Ceux-ci montrent que les mesures de la sonde sont en accord avec les prédictions de la relativité générale. L’effet géodétique provoque une dérive de 6.6 secondes d’arc par an et l’effet Lense-Thirring une dérive de 0.037 seconde d’arc par an. Encore une confirmation éclatante du génie d’Albert Einstein !