Einstein a encore raison

Communiqué de presse – 13 décembre 2021

La théorie de la relativité générale passe une série de tests précis sur un système de deux étoiles à neutrons

Une expérience qui s’est étendue sur 16 ans, impliquant six radiotélescopes dans le monde, a récemment montré un accord avec la relativité générale d’une précision sans précédent. Un système de deux étoiles à neutrons appelé Pulsar Double a été étudié afin de tester la théorie de la gravitation d’Einstein. Les résultats ont été publiés dans Physical Review X. Le professeur Thibault Damour, qui fait partie des auteurs de l’article, a contribué à formuler le cadre théorique qui sous-tend une grande partie des résultats présentés.

Plus de 100 ans après qu’Albert Einstein a présenté sa théorie de la gravitation, les scientifiques du monde entier poursuivent leurs tentatives d’observer un écart entre les résultats expérimentaux et les prédictions de la relativité générale. Un tel écart ouvrirait une fenêtre sur une nouvelle physique, allant au-delà de notre compréhension actuelle de l’Univers.

L’expérience a été réalisée par une équipe internationale de chercheurs de dix pays, dirigée par le professeur Michael Kramer de l’Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR) à Bonn, en Allemagne, qui explique : « Nous avons étudié un système d’étoiles à neutrons qui constitue un laboratoire inégalé pour tester les théories de la gravitation en présence de champs gravitationnels très puissants. À notre grande joie, nous avons pu tester une pierre angulaire de la théorie d’Einstein, l’émission d’ondes gravitationnelles, avec une précision 25 fois meilleure qu’avec le pulsar découvert par Hulse et Taylor (prix Nobel 1993), et 1000 fois meilleure que ce que permettent actuellement les détecteurs d’ondes gravitationnelles. »

Thibault Damour, de l’Institut des Hautes Études Scientifiques, fait partie des physiciens qui ont souligné l’importance des pulsars binaires en tant que laboratoires uniques pour tester les régimes de champ fort et radiatif de la théorie d’Einstein. Avec certains de ses collaborateurs, notamment Nathalie Deruelle, Gilles Esposito-Farèse et Joseph Taylor, il a développé les bases théoriques ayant servi pour interpréter les données expérimentales et rendre compte de toute déviation potentielle de la relativité générale.

Non seulement les observations sont en accord avec la théorie mais, grâce à leur précision inégalée, elles montrent également des effets relativistes qui n’avaient pas pu être mesurés auparavant. Ce travail montre la voie à suivre pour tester la théorie d’Einstein avec une précision encore plus grande et les effets subtils que les futures expériences devront prendre en compte pour trouver peut-être un jour une déviation à la relativité générale.

L’équipe de recherche

L’équipe de recherche est composée par Michael Kramer, Ingrid H. Stairs, Richard N. (Dick) Manchester, Norbert Wex, Adam Deller, William A. Coles, Masooma Ali, Marta Burgay, Fernando Camilo, Ismaël Cognard, Thibault Damour, Gregory Desvignes, Robert Ferdman, Paulo C. C. Freire, Steffani Grondin, Lucas Guillemot, George B. Hobbs, Gemma Janssen, Ramesh Karuppusamy, Duncan R. Lorimer, Andrew G. Lyne, John W. McKee, Maura McLaughlin, L. Elias Münch, Nihan Pol, Andrea Possenti, John Sarkissian, Ben W. Stappers et Gilles Theureau.

Thibault Damour est professeur permanent à l’IHES.

L’article de Michael Kramer et al. sur Physical Review X DOI: 10.1103/PhysRevX.11.041050

Communiqué de presse du Max-Planck-Institut für Radioastronomie