Le concept de dimensions supplémentaires, qu'il existe des régions entières de réalité que nous ne pouvons pas percevoir, a fasciné les physiciens pendant des années. Et comment testez-vous 4 dimensions d'espace lorsque vous n'avez qu'une règle tridimensionnelle? Une idée consiste à utiliser la gravité, une force qui pourrait en fait atteindre une dimension supplémentaire et donner aux scientifiques les preuves qu'ils recherchent. Pour mener cette expérience, deux physiciens pensent que la meilleure stratégie consiste à partir de zéro et à construire un tout nouveau système solaire… en miniature.
Avec de nouveaux équipements puissants et des instruments sensibles, les astronomes révèlent des mystères plus rapidement qu'ils ne peuvent les résoudre. Nous avons une poignée sur les 4% de l'Univers qui sont de la matière régulière - tandis que les 96% restants sont constitués de matière noire et d'énergie sombre. Une explication possible de l'énergie sombre est que ce n'est pas du tout un mystère, c'est juste une gravité régulière et familière agissant étrangement sur de grandes distances. Cela prend juste une dimension d'espace supplémentaire; celui que nous ne pouvons pas voir avec nos instruments existants.
Une étrange coïncidence pour cette théorie de la «gravité à grande échelle» est suggérée par le vaisseau spatial Pioneer. Les astronomes ont remarqué dans les années 1980 que les Pioneer 10 et 11 n'étaient pas exactement où ils étaient censés être. Une certaine force les ralentit, plus que ce qui peut être expliqué par la gravité du Soleil. Malheureusement, les pionniers sont affectés par la gravité par de nombreux objets différents, secoués par le vent solaire, dynamités par le rayonnement cosmique et rencontrant des particules interstellaires.
Les scientifiques ont besoin d'un meilleur instrument pour tester leurs théories; un moyen de tester la gravité sans interférence extérieure. Dans un nouvel article intitulé APSIS - un système planétaire artificiel dans l'espace pour sonder la gravité extra-dimensionnelle et MOND, les physiciens Varun Sahnia et Yuri Shtanov proposent un vaisseau spatial inhabituel - un système solaire miniature.
Ils croient qu'un vaisseau spatial transportant un système solaire miniature pourrait être lancé au point L2 Lagrange du système Terre-Soleil. C'est un endroit le long de l'orbite terrestre où les forces de gravité de la Terre et du Soleil s'annulent. Les engins spatiaux stationnés là-bas sont très stables (WMAP y est déjà). Ce système solaire artificiel serait enfermé dans le plus grand vaisseau spatial qui le protégerait des rayons cosmiques, de la poussière, du vent solaire et de tout ce qui pourrait interagir avec les «planètes» en orbite. Même le réservoir de carburant de l'engin spatial, qui diminuera de masse au fil du temps, devra être positionné aussi loin que possible des mini-planètes afin qu'ils ne subissent pas de changement de gravité au fil du temps.
Une fois au point L2 Lagrange, le vaisseau spatial libérerait les mini-planètes en orbites elliptiques à l'intérieur de sa coque de protection. Même si les orbites ne sont pas parfaites, le vaisseau spatial aurait des lasers qu'il pourrait utiliser pour effectuer de minuscules changements avec la pression de la lumière. Les positions des mini-planètes en orbite ont pu être suivies avec une précision incroyable au cours de plusieurs années. Toute anomalie gravitationnelle s'aggraverait au fil du temps, donnant aux cosmologistes des montagnes de données pour tester l'impact d'une dimension supplémentaire.
En plus de sa fonction principale, le système solaire artificiel pourrait aider les cosmologistes à tester d'autres théories de la gravité, des dimensions supplémentaires, de l'énergie noire et de la matière noire.
Combien de dimensions y a-t-il? La théorie des cordes prédit qu'il pourrait y avoir 10 dimensions ou même plus.
