La théorie de la relativité générale d'Albert Einstein prédit qu'une masse en rotation comme la Terre entraîne l'espace-temps dans son sillage - un phénomène appelé entraînement du référentiel, ou effet Lense-Thirring. Le mesurer autour de notre point bleu pâle s'est avéré délicat, car la Terre est des millions de fois plus légère qu'un trou noir typique et tourne à un rythme tranquille. Mais une équipe dirigée par Ignazio Ciufolini de l'Institut de physique et de mathématiques de Wuhan a maintenant mesuré l'effet avec seulement 0,2 % d'incertitude, grâce à un satellite qui ressemble à une balle de golf croisée avec un globe disco.

Le satellite, LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2), construit par l'Agence spatiale italienne, est une sphère solide en alliage Inconel 718 recouverte de 303 rétroréflecteurs. Il n'a ni propulseurs, ni panneaux solaires, ni électronique - juste de la masse. Avec 294,8 kilos et un peu plus de 40 centimètres de diamètre, il possède le plus faible rapport surface/masse de tous les satellites en orbite terrestre moyenne, minimisant les forces non gravitationnelles comme les poussées photoniques. Lancé en juillet 2022, il se trouve à environ 12 265 kilomètres d'altitude.

L'équipe a tiré des lasers au sol sur LARES-2, dont les rétroréflecteurs renvoient la lumière directement. Environ 200 000 observations de juillet 2022 à juin 2025 ont localisé sa position à moins d'un millimètre près. Mais le renflement équatorial de la Terre crée des forces newtoniennes qui éclipsent l'entraînement du référentiel. La solution de Ciufolini : utiliser deux satellites sur des orbites complémentaires - LARES-2 et son cousin plus âgé LAGEOS (lancé en 1976) - dont les inclinaisons orbitales totalisent 180,01 degrés. Les perturbations newtoniennes s'annulent, tandis que le signal relativiste s'additionne.

Même alors, la marée luni-solaire K1 - une perturbation gravitationnelle de la Lune et du Soleil - menaçait la précision. L'équipe a collecté des données sur un cycle de précession complet de 1 050 jours, faisant la moyenne de la marée. Après avoir supprimé celle-ci et six composantes de marée plus petites, ils ont trouvé une dérive nette de 61,3 milliarcsecondes par an - la signature de la torsion de l'espace-temps. La valeur correspondait aux prédictions d'Einstein avec une marge d'erreur d'un à deux millièmes.

La mesure a également testé la théorie de Chern-Simons, une alternative de gravité quantique qui prédit un entraînement du référentiel différent. Elle ne l'a pas exclue mais a sévèrement réduit sa portée. Bonus : l'expérience a mesuré précisément la force de la marée K1, ce qui pourrait aider les études sismiques. Et LARES-2 continuera de fournir des données pendant des siècles - car rien ne dit 'engagement à long terme' comme une boule à facettes dans l'espace.