Depuis les théories de la relativité, restreinte et générale d’Albert Einstein, la gravité est mieux comprise, mais il reste encore du chemin à faire. L’agence spatiale européenne (ESA) compte répondre à nos dernières interrogations avec un observatoire en orbite autour de la Terre. Baptisé LISA, cet interféromètre spatial doit mesurer les ondes gravitationnelles dans le vide de l’espace.
Concrètement, trois satellites seront placés en triangle, à 50 millions de kilomètres de la Terre. Six lasers les relieront, pour un trajet total de 2,5 millions de kilomètres. Débuté en 1998, le projet LISA devrait quitter la Terre en 2035, avec un lancement opéré par la fusée européenne Ariane 6.
Avant de tester son observatoire, un premier démonstrateur a rejoint l’espace en 2015. En seulement 2 mois de mission, il avait rempli la totalité de son cahier des charges, apportant 5 fois plus de résultats que prévu par les scientifiques. La réussite de cette mission « de démonstration » a gonflé les espoirs de l’Europe face à cette mission régulièrement qualifiée de « révolutionnaire ».
Comprendre les ondes gravitationnelles
Car LISA ne compte pas s’attaquer à un petit phénomène obscur. Ce sont les ondes gravitationnelles qui seront observées par les trois satellites. Ces perturbations de l’espace-temps sont à imaginer comme des vagues. L’univers sera la surface lisse d’un lac et lors d’un évènement extrême (comme la collision de deux trous noirs) une onde de choc se propage à la surface.
Cette « vague » de l’espace-temps est baptisée « onde gravitationnelle » par les scientifiques. Elle est détectée sur Terre par plusieurs observatoires comme LIGO ou VIRGO (en Italie et aux États-Unis). Quand l’onde traverse la Terre, elle fait vibrer un laser dans ces observatoires. Ce sont ces micromouvements qui trahissent le passage d’une onde gravitationnelle.
En étudiant ce phénomène depuis l’espace, l’agence spatiale européenne veut se défaire des contraintes de notre planète. Comme toute masse dans l’univers, la Terre émet sa propre onde gravitationnelle. Un bruit de fond qui rend impossible la détection d’autres ondes, placées sur la même fréquence.
Une mission d’une précision chirurgicale
Mais pour étudier ces ondes gravitationnelles, encore faut-il que l’observatoire se positionne parfaitement dans le vide de l’espace. Les trois satellites doivent être placés à des endroits très précis pour que les lasers les atteignent en permanence. Sans cette liaison entre eux, les ondes gravitationnelles sont indétectables.
Pour comprendre à quel point cette mission est complexe, le doctorat Jake Postiglione, qui travaille sur le développement de LISA, a proposé cette métaphore. Aligner les satellites entre eux revient à tirer un laser depuis Paris jusqu’à Moscou et toucher l’œil d’une mouche.
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