Published: Dim, Juillet 29, 2018
Science | By Nathan Jegou

Tout est relatif? On sait enfin si Albert Einstein avait raison

Tout est relatif? On sait enfin si Albert Einstein avait raison

C'est la première fois que cet effet est mesuré pour le champ gravitationnel d'un trou noir.

" Nous avons vérifié une prédiction importante de la théorie de la relativité générale dans l'environnement d'un trou noir, qui est celle du rougissement gravitationnel ", a déclaré à l'AFP Guy Perrin, l'un des " pères " de l'instrument Gravity qui a permis ce résultat, publié jeudi dans Astronomy & Astrophysics.

"Plus de 100 ans après son article posant les équations de la relativité générale, Einstein montre qu'il a une nouvelle fois raison, dans un laboratoire bien plus extrême que ce qu'il pouvait imaginer", relève l'ESO.

Achever ce travail de confirmation constitue l'objectif de plusieurs programmes internationaux destinés à l'observation de Sagittarius A*, le trou noir super-massif tapi au centre de notre galaxie.

Parmi un petit groupe d'étoiles qui orbitent à grande vitesse autour de ce trou noir supermassif situé à 26 000 années-lumière de nous, le mouvement d'une étoile baptisée S2 a été suivi alors qu'elle y passait à " proximité".

Après 26 ans de préparation et d'observation, l'étoile S2 en orbite autour de Sagittarius A* a effectué son plus proche passage du monstre cosmique et s'est comportée exactement comme la relativité générale le prédisait.

S2 se trouve à seulement 17 heures-lumière du centre de la Galaxie, soit environ quatre fois la distance entre le Soleil et Neptune.

Trou noir supermassif : les effets de la théorie de la relativité générale observés
Nouveau test de la théorie d'Einstein au cœur de la Voie lactée

La précision atteinte par les instruments du télescope a été de 50 microsecondes d'angle, soit l'angle sous lequel une balle de tennis posée sur la Lune serait vue depuis la Terre.

Bien que la théorie d'Einstein ait passé tous ces tests avec succès, les scientifiques continuent de l'éprouver, car il est possible que sous certaines conditions la relativité générale puisse être violée, et observer une telle violation révolutionnerait notre compréhension de la physique.

Grâce à ces outils, les chercheurs ont pu mesurer la vitesse de S2 et établir la trajectoire de son orbite autour de Sagittarius A*.

Lorsque l'étoile est passée à 120 fois la distance Terre-Soleil du trou noir (moins de 20 milliards de kilomètres), sa vitesse orbitale a atteint 8 000 kilomètres/seconde, soit près de 3% de la vitesse de la lumière.

" Selon cette théorie, un corps massif attire la lumière (il courbe les rayons lumineux) ou ralentit le temps". En termes astronomiques, et connaissant l'attraction gravitationnelle d'un trou noir supermassif, c'est très proche.

" Cette étude démontre que la précision extrême de l'interféromètre Gravity peut être mise à profit pour mesurer des phénomènes relativistes sur un objet aussi éloigné que Sagittarius A*, indique Guy Perrin, astronome de l'Observatoire de Paris au LESIA et co-investigateur de l'instrument Gravity. Or, nous, nous avons trouvé que f = 0,94, ce qui est très compatible avec la relativité générale et pas du tout avec la mécanique newtonienne", précise Guy Perrin.

Ces résultats représentent une percée majeure pour mieux comprendre les effets des champs gravitationnels intenses. En revanche la théorie classique de la gravitation de Newton, testée elle aussi par les astronomes, "ne colle pas avec nos mesures". L'équipe s'est ici appuyée sur les instruments infrarouges installés sur le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral, capables de "voir" à travers la poussière.

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