Parmi les forces de la nature, la force gravitationnelle est la plus anciennement connue de l’homme. Une de ses propriétés fondamentales –tous les corps en chute libre sont soumis à la même accélération– a été identifiée par Galilée au début du dix-septième siècle. Vers la fin du même siècle, Newton établit la loi de gravitation universelle, reliant la force d’attraction entre les planètes à la force responsable de la chute des corps. Enfin Einstein, en écrivant sa théorie de la relativité générale, a fait le lien entre les perturbations du champ gravitationnel et la structure de l’espace-temps. Néanmoins on dispose de peu de données sur les propriétés de la force gravitationnelle en particulier dans des conditions extrêmes comme par exemple pendant l’explosion primordiale ou lors de la collision entre deux trous noirs. Contrairement a ce que l’on pourrait imaginer, parmi les forces fondamentales, la force gravitationnelles reste la moins bien connue.

La théorie d’Einstein prédit l’existence d’ondes gravitationnelles, c’est-à-dire des perturbations du champ gravitationnel qui se diffusent dans l’espace à la vitesse de la lumière telles des ondulations crées par un impact à la surface d’une eau tranquille. Contrairement aux ondes electro-magnétiques (la lumière visible par exemple) qui sont absorbées par la matière, les ondes gravitationnelles traversent l’espace sans être absorbées ni par les étoiles ni par la matière interstellaire.

Cette très faible interaction avec la matière ainsi que la faiblesse de la force de gravitation rendent la détection des ondes gravitationnelles extraordinairement difficile. Après trente ans de recherche intensive, nous n’avons que des preuves indirectes de leur existence. Il n’a pas encore été possible de les détecter directement. Cela demeure l’un des défis les plus importants de la physique expérimentale.
La force de gravitation
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©Lionel BRET/EUROLIOS