VIDÉO - Le système stellaire extrême qui donne raison à Einstein

Des chercheurs ont pu vérifier, in vivo, que la théorie de la relativité générale d'Einstein était valable même dans des conditions extrêmes de gravité.

C'est un laboratoire grandeur nature pour observer les effets de la gravité dans des conditions extrêmes et éprouver ainsi les lois de la physique. À quelque 7 000 années-lumière de la Terre, des scientifiques ont mis le doigt sur un système stellaire binaire aussi exotique qu'infernal. Une naine blanche, étoile en fin de vie, de petite taille mais massive, orbite autour d'un pulsar, ou étoile à neutrons, dont le diamètre est inférieur à 20 kilomètres pour une masse comparable à deux fois celle du Soleil.

La densité de ce pulsar, baptisé PSR J0348+0432, est telle que si l'on en prélevait un fragment de la taille d'un morceau de sucre, celui-ci pèserait plus d'un milliard de tonnes. À sa surface, la force de gravité est environ 300 milliards de fois plus intense qu'à la surface de la Terre. Et tandis que ce monstre tourne 25 fois sur lui-même en une seule seconde, sa compagne la naine blanche tourne autour de lui, à grande proximité, en seulement deux heures et demie.

La fin des théories alternatives

Une configuration idéale, pensait-on, pour apprécier les limites de la théorie de la gravitation d'Einstein, dites de la relativité générale, et pousser sur le devant de la scène quelques théories alternatives. Loupé ! En étudiant de près le duo infernal, une équipe internationale de chercheurs emmenée par John Antoniadis et Paulo Freire de l'Institut Max Planck vient de démontrer exactement le contraire.

Un système stellaire comme celui-ci émet des ondes gravitationnelles et perd ainsi une certaine quantité d'énergie. Le phénomène se manifeste par un lent et infime rapprochement des deux étoiles et donc par une légère réduction de la période orbitale que les équations d'Einstein - comme les théories alternatives - proposent de calculer. À partir des observations faites de PSR J0348+0432 et de sa naine blanche, les chercheurs ont donc mesuré cette variation dans le cas d'espèce. Verdict publié dans la revue Science : même dans les conditions extrêmes qui caractérisent ce système stellaire, c'est Einstein qui prédit le bon résultat, contrairement aux théories alternatives.

Cela signifie-t-il que la relativité générale est désormais officiellement indéboulonnable ? Rien n'est moins sûr. Notamment parce qu'elle reste à ce jour en contradiction avec l'autre grande théorie du XXe siècle, à savoir la mécanique quantique.

Cette vidéo propose une représentation artistique du système binaire étudié par les chercheurs :