L’UHJ et l’Open University (Israël) confirment la théorie d’Einstein : tous les photons se propagent à la même vitesse

Prof. Tsvi Piran, the Schwartzmann University Chair at the Hebrew University’s Racah Institute of Physics (Photo by Sasson Tiram for Hebrew U) Prof. Tsvi Piran, the Schwartzmann University Chair at the Hebrew University’s Racah Institute of Physics (Photo by Sasson Tiram for Hebrew U)

Cent ans après qu’Albert Einstein ait formulé sa théorie de la relativité, une équipe internationale vient d’apporter une autre preuve expérimentale. Dans un article qui devrait paraitre dans Nature Physics, des chercheurs de l’Université Hébraïque de Jérusalem et de l’Open l’University (Israël), de l’Université Sapienza de Rome et de l’Université de Montpellier (France), prouvent l’une des hypothèses de base de cette théorie : toutes les particules légères (photons) se propagent à la même vitesse, même si les photons ont des énergies différentes.

Les chercheurs ont analysé les données fournies par le télescope spatial Fermi de la NASA sur les temps d’arrivée des photons des sursauts de rayons gamma*. Ce satellite, lancé en 2008, est placé sur une orbite terrestre basse circulaire de 565 km pour une durée d’au moins 5 ans. Selon les chercheurs, « il s’agit d’une des meilleures mesures jamais effectuées sur l’indépendance de la vitesse de la lumière par rapport à l’énergie des particules légères ».

Ces travaux remettent en cause l’une des approches de l’unification des deux théories (relativité générale et théorie quantique) : la gravité quantique qui stipule que l’espace-temps est « granulaire ». Il existe d’autres théories, comme la théorie des cordes, qui visent à unifier les 2 théories en rendant les particules élémentaires étendues, sous la forme de cordes, tout en conservant un espace-temps continu, non granulaire.

Bien qu’elles soient aujourd’hui les piliers de la physique, ces deux théories sont encore incompatibles. Cette contradiction intrinsèque est partiellement basée sur le principe d’incertitude de Heisenberg, au cœur de la théorie quantique.

Le télescope Fermi, crédit photo NASA

« Lorsque nous avons commencé notre étude, nous ne nous attendions pas à obtenir une mesure aussi précise, » a déclaré le Pr Tsvi Piran, président de la chaire Schwartzmann à l’Institut Racah de Physique de l’UHJ et leader de la recherche. « Cette avancée peut nous orienter sur la façon de combiner la théorie quantique et la relativité. »

Selon le Dr David Elbaz, directeur de recherche au CEA : « cette étude fait suite, en apportant une précision supplémentaire, à un article paru dans Nature en 2009 à partir des mêmes observations du satellite Fermi, qui avait suscité un grand intérêt de la communauté scientifique. Cette étude est en fait une ré-analyse des mêmes données, avec une approche différente ».

Cette recherche a été soutenue par une subvention européenne ERC ; I-CORE (centres israéliens d’excellence en recherche) ; l’Agence spatiale d’Israël ; la Fondation des sciences d’Israël (ISF), le programme national des sciences naturelles de la Fondation de Chine (NSFC) et la Fondation Templeton.

Albert Einstein a été l’un des fondateurs de l’Université Hébraïque de Jérusalem à laquelle il a légué ses écrits, son patrimoine intellectuel et ses droits d’image.

Source en cours de publication 

* Les Gamma Ray Bursts (GRBs) ou sursauts de rayon gamma sont des bouffées de photons gamma qui apparaissent aléatoirement dans le ciel. Ils sont situés à de très grandes distances de la Terre, et sont les événements les plus lumineux de l’Univers, après le Big Bang. (Source wiki)

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