Une expérience rendue célèbre par Galilée a été réduite au niveau atomique et expédiée dans l'espace.
Pour montrer que des objets de masses différentes tombent à la même vitesse, le scientifique italien du XVIIe siècle aurait, peut-être de manière apocryphe, largué des poids de la tour penchée de Pise. Aujourd’hui, les scientifiques ont recréé cette expérience avec des atomes tombant en orbite autour de la Terre. Deux nuages d'atomes sur la station spatiale chinoise Tiangong sont tombés avec des accélérations presque identiques, rapportent des chercheurs le 28 août. Avancées scientifiques.
Les chercheurs ont mesuré les accélérations relatives de deux nuages d’atomes froids de rubidium. Les atomes de chaque nuage avaient des masses différentes, en raison d’une différence dans le nombre de neutrons dans leurs noyaux atomiques. Pourtant, les accélérations des deux nuages correspondaient avec une précision de 0,05 millième de pour cent.
Les accélérations correspondantes confirment que deux manières différentes de définir la masse sont équivalentes. L’une, appelée masse gravitationnelle, détermine la manière dont un objet répond à l’attraction gravitationnelle. Une autre, appelée masse inertielle, détermine l’accélération d’un objet lorsqu’il est poussé avec une force donnée. Si les deux définitions sont équivalentes, l’effet de la masse s’annule dans les équations et des objets de masses différentes tomberont à la même vitesse dans le vide. Ce concept est connu sous le nom de principe d'équivalence faible et constitue le fondement de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, qui décrit la gravité comme la déformation de l'espace-temps.
Les scientifiques ont testé le principe d’équivalence faible en laissant tomber des objets sur Terre, notamment des atomes. Mais les objets sur Terre ne peuvent tomber que dans une certaine mesure, ce qui limite la précision des tests. En orbite, la chute libre peut se poursuivre indéfiniment. Des tests spatiaux de chute de cylindres métalliques sur un satellite ont déjà confirmé le principe d’équivalence faible. Mais les atomes, contrairement aux objets plus gros, obéissent aux règles de la physique quantique, et il vaut la peine de vérifier s’ils se comportent différemment. Les atomes en orbite portent le principe d’équivalence faible à un tout autre niveau.
