Au 17ème siècle, le célèbre astronome et physicien Galileo Galilei aurait grimpé au sommet de la tour de Pise et laissé tomber deux boulets de canon de tailles différentes. Il essayait de démontrer sa théorie - qu'Albert Einstein a ensuite mise à jour et ajoutée à sa théorie de la relativité - selon laquelle les objets tombent au même rythme quelle que soit leur taille.
Maintenant, après avoir passé deux ans à laisser tomber deux objets de masse différente dans une chute libre dans un satellite, un groupe de scientifiques a conclu que Galileo et Einstein avaient raison: les objets sont tombés à un rythme qui se situait à moins de deux trillions de cent pour cent de chacun autre, selon une nouvelle étude.
Cet effet a été confirmé maintes et maintes fois, tout comme la théorie de la relativité d'Einstein - pourtant les scientifiques ne sont toujours pas convaincus qu'il n'y a pas une sorte d'exception quelque part. "Les scientifiques ont toujours eu du mal à accepter que la nature se comporte de cette manière", a déclaré l'auteur principal Peter Wolf, directeur de recherche à l'Observatoire de Paris du Centre national de la recherche scientifique.
C'est parce qu'il y a encore des incohérences dans la compréhension des scientifiques de l'univers.
"La mécanique quantique et la relativité générale, qui sont les deux théories de base sur lesquelles repose toute la physique aujourd'hui ... ne sont toujours pas unifiées", a déclaré Wolf à Live Science. De plus, bien que la théorie scientifique dise que l'univers est composé principalement de matière noire et d'énergie sombre, les expériences n'ont pas réussi à détecter ces substances mystérieuses.
"Donc, si nous vivons dans un monde où il y a de la matière noire que nous ne pouvons pas voir, cela pourrait avoir une influence sur le mouvement de", a déclaré Wolf. Cette influence serait «très minuscule», mais elle serait néanmoins là. Donc, si les scientifiques voient les objets de test chuter à des vitesses différentes, cela "pourrait être une indication que nous examinons réellement l'effet de la matière noire", a-t-il ajouté.
Wolf et un groupe international de chercheurs - y compris des scientifiques du Centre national français pour les études spatiales et de l'Agence spatiale européenne - ont entrepris de tester l'idée fondamentale d'Einstein et Galileo selon laquelle peu importe où vous faites une expérience, peu importe la façon dont vous l'orientez et quelle vitesse vous vous déplacez dans l'espace, les objets tomberont au même rythme.
Les chercheurs ont mis deux objets cylindriques - l'un en titane et l'autre en platine - l'un dans l'autre et les ont chargés sur un satellite. Le satellite en orbite "tombait" naturellement parce qu'il n'y avait aucune force agissant sur lui, a déclaré Wolf. Ils ont suspendu les cylindres dans un champ électromagnétique et ont laissé tomber les objets pendant 100 à 200 heures à la fois.
D'après les forces que les chercheurs ont dû appliquer pour maintenir les cylindres en place à l'intérieur du satellite, l'équipe a déduit la façon dont les cylindres sont tombés et la vitesse à laquelle ils sont tombés, a déclaré Wolf.
Et, bien sûr, l'équipe a constaté que les deux objets étaient tombés à peu près exactement au même rythme, à moins de deux billions de pour cent l'un de l'autre. Cela suggérait que Galileo avait raison. De plus, ils ont laissé tomber les objets à différents moments au cours de l'expérience de deux ans et ont obtenu le même résultat, suggérant que la théorie de la relativité d'Einstein était également correcte.
Leur test était d'un ordre de grandeur plus sensible que les tests précédents. Malgré cela, les chercheurs n'ont publié que 10% des données de l'expérience, et ils espèrent faire une analyse plus approfondie du reste.
Insatisfaits de ce niveau de précision époustouflant, les scientifiques ont élaboré plusieurs nouvelles propositions pour réaliser des expériences similaires avec une sensibilité plus élevée de deux ordres de grandeur, a déclaré Wolf. En outre, certains physiciens veulent mener des expériences similaires à la plus petite échelle, avec des atomes individuels de différents types, tels que le rubidium et le potassium, a-t-il ajouté.
Les résultats ont été publiés le 2 décembre dans la revue Physical Review Letters.
