Une équipe internationale d'astronomes a testé ce principe en observant un système triple stellaire composé d'une étoile à neutrons et de deux naines blanches en orbite les unes autour des autres.
La relativité générale d'Albert Einstein prédit que tous les objets tombent avec la même accélération, indépendamment de leur masse ou composition. Mais ce principe, dit d'équivalence faible, s'applique-t-il dans des conditions de gravité extrême ? Une équipe internationale d'astronomes a mené un test décisif en étudiant le système triple PSR J0337+1715, à 4 200 années-lumière de la Terre : une étoile à neutrons orbite une naine blanche en 1,6 jour, le tout tournant autour d'une seconde naine blanche en 327 jours. Leurs résultats, publiés dans Nature le 5 juillet, confirment la théorie d'Einstein même dans ces environnements extrêmes.
Des expériences classiques, comme le marteau et la plume sur la Lune ou les boulets de canon de la tour de Pise, illustrent ce principe. La Terre et la Lune orbitent le Soleil de la même façon. La relativité générale a passé tous les tests en laboratoire et dans le système solaire. Cependant, de nombreuses théories gravitationnelles alternatives prédisent des écarts pour les objets à forte gravité, comme les étoiles à neutrons.
Ce "laboratoire cosmique naturel", découvert en 2012, a permis un test inédit. Selon Anne Archibald, postdoctorante à l'Université d'Amsterdam et à ASTRON (Institut néerlandais de radioastronomie), auteure principale : "Nous avons suivi l'étoile à neutrons, un pulsar milliseconde tournant 366 fois par seconde. Ses impulsions radio, comme celles d'un phare cosmique, nous ont permis de cartographier précisément son mouvement."
L'équipe a observé pendant six ans avec les radiotélescopes de Westerbork (Pays-Bas), Green Bank (Virginie-Occidentale, États-Unis) et Arecibo (Porto Rico). "Chaque impulsion est tracée à quelques centaines de mètres près", précise Archibald. "Si l'étoile à neutrons tombait différemment de la naine blanche extérieure, les impulsions arriveraient décalées."
Aucune différence n'a été détectée. "L'écart, s'il existe, est inférieur à 3 parties par million", explique Nina Gusinskaia, doctorante à l'Université d'Amsterdam. "Cela réfute plusieurs théories alternatives et améliore la précision des tests gravitationnels d'un facteur 10 par rapport aux meilleurs tests solaires ou pulsar."
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