Tout récemment, l'Agence Spatiale Européenne a sélectionné les deux thèmes de son programme Cosmic Vision pour les missions de type « Large Mission » : « Univers chaud » avec la mission ATHENA+ prévue pour un lancement en 2028 et « Univers Gravitationnel » avec la mission eLISA, prévue pour 2034, sont les deux thèmes qui ont été retenus.
Pierre Binétruy est Physicien, Professeur à l’Université Paris Diderot et Coordinateur de LISA France, il nous en a dit un peu plus sur le projet eLISA, seul concept réaliste pour la recherche des ondes gravitationnelles dans l’espace, qui sera testé dès 2015 grâce à la mission spatiale technologique LISA Pathfinder.

- Quel est l’objectif de LISA ?

- Mesurer les variations de distance  entre deux satellites provoquées par le passage  d’ondes gravitationnelles. Ces ondes sont des déformations de l’espace-temps produites par les mouvements violents de masses, comme lors d’une explosion d’une étoile en fin de vie, ou la fusion de deux trous noirs en un seul. C’est une prédiction d’Einstein dans le cadre de la théorie de la relativité générale, mais on ne dispose à ce jour que d'une preuve observationnelle indirecte de leur existence, preuve apportée par Hulse et Taylor, ce qui leur a valu de recevoir le prix Nobel en 1993. Ces variations de distance sont ultrafaibles, de l’ordre de 10^-12 mètres pour un million de km, et nécessitent le recours aux techniques de l’interférométrie. La difficulté n’est pas tant dans la dimension infinitésimale de ces variations que dans le fait de s’assurer que les masses observées ne sont soumises qu’aux seules influences gravitationnelles… d’où la nécessité de la mission Pathfinder pour tester le principe de détection.

- eLISA, c’est pas pour demain ! 2034, c’est loin, non ?

- La mission LISA Pathfinder doit être lancée en 2015. C’est elle qui fixera le vrai calendrier en fonction de ses résultats.

- Dans le cas d’un perspective à aussi long terme, que ressent-on ?

- Paradoxalement, l’urgence ! Le travail dans les laboratoires se fait très à l’avance. Les dernières années sont complètement industrielles, les choix scientifiques et techniques se faisant très en amont, dix ans, voire plus, avant la mission. C’est encore plus vrai pour une mission nouvelle, qui ouvre sur un domaine inexploré. L’analyse des données, par exemple, nécessite de rassembler toute une communauté qui va se pencher sur un domaine nouveau, une nouvelle fenêtre ouverte sur l’Univers, qui va entrainer de formuler de nouvelles questions, et de forger des outils communs à tous. Mille deux cents scientifiques ont ainsi soutenu la proposition LISA et c’est une richesse qu’il faut utiliser pour explorer ce nouveau domaine.

- Quels résultats peut-on obtenir grâce à LISA ?

- Tracer l’histoire des trous noirs super massifs au centre des galaxies et mieux les comprendre, tester la relativité d’Einstein très près des trous noirs, ou encore détecter éventuellement les ondes gravitationnelles primordiales émises juste après le big bang. La mission GAIA, qui vient d’être lancée, pourrait par ailleurs être d’une aide précieuse en identifiant beaucoup de sources d’ondes gravitationnelles garanties dans la fenêtre d’observation d’eLISA.

Les ondes gravitationnelles transportent avec elles des informations sur leur origine, qu’aucun autre outil astronomique ne peut fournir.

Pour en savoir plus :

http://www.apc.univ-paris7.fr/LISA-France/Accueil.html

https://www.elisascience.org/