Comment la mission LISA veut “voir” l’espace-temps se déformer ?

Imaginer que l’espace-temps — ce tissu invisible qui structure l’univers — puisse onduler comme une mer agitée, c’est déjà vertigineux. Mais tenter de « voir » ces ondulations à des milliards de kilomètres, c’est l’objectif extraordinaire de la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), un projet spatial ambitieux de l’Agence spatiale européenne (ESA), en collaboration avec la NASA, prévu pour un lancement vers 2035.

Mais que cherche-t-on à observer exactement ? Et pourquoi parle-t-on d’un pari scientifique presque insensé ?

Pour le comprendre, il faut revenir à Albert Einstein. En 1916, dans sa théorie de la relativité générale, il prédit que des événements cosmiques extrêmement violents — comme la fusion de trous noirs ou l’explosion d’étoiles massives — provoquent des ondes gravitationnelles. Ces ondes sont des déformations de l’espace-temps, voyageant à la vitesse de la lumière, un peu comme des rides sur l’eau.

Ces ondes ont été détectées pour la première fois en 2015 par les détecteurs LIGO et Virgo, installés sur Terre. Mais leur sensibilité reste limitée. Elles captent surtout des signaux « courts » et très puissants. Pour aller plus loin, pour capter les ondes gravitationnelles les plus basses fréquences, les plus longues et les plus anciennes — celles qui pourraient révéler la formation des galaxies ou les premiers instants de l’univers — il faut sortir de la Terre. D’où LISA.

La mission LISA sera composée de trois satellites positionnés en triangle, séparés de 2,5 millions de kilomètres, qui flotteront dans l’espace en suivant l’orbite terrestre autour du Soleil. Ces satellites seront reliés par des faisceaux laser ultra-précis, capables de mesurer des variations de distance de l’ordre du milliardième de millimètre. Si une onde gravitationnelle traverse ce triangle, elle déformera très légèrement l’espace entre les satellites. Cette infime variation sera détectée grâce aux interférences des lasers.

C’est là que le pari devient vertigineux : LISA ne « voit » rien au sens classique, elle mesure des distorsions minuscules dans un vide spatial, provoquées par des événements cosmiques survenus parfois il y a des milliards d’années. Un exploit technologique et scientifique, qui demande une stabilité extrême, une précision au-delà de tout ce que l’humanité a construit jusque-là dans l’espace.

LISA, c’est donc bien plus qu’un télescope : c’est une oreille cosmique, tendue dans le silence spatial pour écouter les battements les plus profonds de l’univers. Et si elle réussit, elle nous offrira une nouvelle façon de faire de l’astronomie, non plus en observant la lumière, mais en sentant les vibrations de l’espace-temps lui-même. Une révolution silencieuse… mais bouleversante.

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