Théorie de la relativité : le temps passe-t-il vraiment plus vite sur la Lune ?

Selon la théorie de la relativité d'Einstein, le temps devrait s'écouler différemment entre la surface de la Terre et celle de la Lune, mais est-ce vraiment le cas ?

Terre
La Terre et la Lune sont situées à 384 000km l'une de l'autre, celles-ci ont également des vitesses de rotation et une force de gravité radicalement différentes

Une équipe de chercheurs américains a exemplifié la théorie d'Albert Einstein en mesurant la façon dont le temps s'écoule différemment entre la Lune et la Terre, une mesure qui n'est pas sans importance pour de futures missions spatiales.

Le temps passe plus vite sur la Lune

Selon la théorie de la relativité d'Albert Einstein, la notion du temps doit être différente entre la Terre et la Lune. En effet, cette théorie explique, entre autres, que deux personnes ne peuvent pas ressentir le temps de la même façon s'ils ne bouge pas dans le même sens et à la même vitesse dans l'espace.

Or, la Lune et la Terre n'ont pas la même vitesse de rotation et de révolution. La Lune tourne sur elle-même en 27,32 jours à raison de 16,7km/h tandis que la Terre a une vitesse de rotation de près de 1600km/h. Également, la gravité est beaucoup plus basse sur la Lune que sur notre planète bleue, deux paramètres qui affectent la perception du temps sur un corps céleste ou sur l'autre.

Ainsi, des scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST) dans le Colorado ont décidé de tester la théorie de la relativité et de mesurer la différence dans l'écoulement du temps entre la Lune et la Terre.

D'après les chercheurs, si la différence de vitesse de rotation entre la Terre et la Lune ralentit le temps sur notre satellite, la faible gravité le fait au contraire passer plus vite. Ces deux éléments agissent ainsi en contradiction, ce qui engendre un écart de 56 microsecondes par jour entre la Terre et la Lune, notre satellite ayant donc 56 microsecondes d'avance sur notre planète bleue.

Une mesure importante pour de futures missions spatiales

Une telle différence de temps peut sembler complètement anodine, un clignement de paupière durant par exemple 100 millisecondes, soit 100 000 microsecondes, mais pourtant ces 0,000056 secondes d'avance sur les horloges lunaires ont bien plus d'effets qu'on ne le pense.

En effet, ce laps de temps pourtant si faible peut se montrer crucial lorsqu'il s'agit de guider des missions spatiales dans l'espace ou pour communiquer avec des astronautes sur la Lune depuis la Terre. À présent, les systèmes de navigation des futures missions spatiales vont devoir prendre en compte cet écart de temps.

Ces systèmes fonctionnent sur le principe de la synchronisation des horloges grâce aux ondes radios, ondes qui voyant à la vitesse de la lumière soit 299 792 458 mètres par secondes. Or, ne pas prendre en compte 56 microsecondes d'écart entre la Terre et la Lune dans un calcul de position et/ou de trajectoire pourrait avoir des conséquences désastreuses pour nos engins spatiaux et astronautes.

De ce fait, les physiciens vont donc devoir intégrer ces 56 microsecondes dans leurs futurs calculs et dans la mise en place des futures systèmes de communication et de navigation des prochaines missions spatiales, afin de limiter tout risque d'erreur et d'assurer que ces missions se dérouleront de la meilleur des façons.

Référence de l'article :

La relativité d'Einstein à l'épreuve : le temps passe plus vite sur la Lune, selon des physiciens américains, Geo.fr (27 février 2025), Lola Breton