En 2034, une fusée quitte le pas de tir avec une cargaison inhabituelle : deux sphères de la taille d'un gros globe terrestre, chacune pesant près d'une tonne. Aucun moteur, aucun appareil électronique. Seulement une surface miroitante composée de centaines de réflecteurs en coin — de minuscules prismes qui renvoient la lumière exactement d'où elle vient. C'est le futur diapason cosmique. Sa mission : entrer en résonance avec les ondulations de l'espace-temps prédites il y a près de cent ans par Albert Einstein.

Un diapason sonne quand la fréquence du son coïncide avec la sienne. La mission GUEST fonctionne de manière similaire : deux satellites sont placés sur des orbites très allongées (excentricité 0,75) avec une période de révolution de 33,8 heures. Si une onde gravitationnelle passe — cette fameuse ondulation de l'espace-temps — sa fréquence peut entrer en résonance avec le mouvement orbital. L'effet s'accumulera jour après jour, un peu comme la voix d'un chanteur d'opéra fait vibrer un cristal. Un réseau de stations laser sur Terre suit la position des sphères avec une précision millimétrique, en envoyant de courtes impulsions et en recevant le signal réfléchi. L'onde gravitationnelle fera « trembler » l'orbite à un rythme qui se distingue des perturbations habituelles — la pression de la lumière solaire ou les marées.

Cette méthode ouvre pour la première fois la gamme des micro-hertz — de 10⁻⁸ à 10⁻⁴ Hz. C'est un vide gigantesque entre les interféromètres terrestres et les observations de pulsars. C'est ici que se cachent les signaux de paires serrées de trous noirs supermassifs qui tournent l'un autour de l'autre au centre de galaxies lointaines. C'est aussi ici que pourraient se manifester les oscillations des champs de matière noire, si elle est constituée de particules ultralégères, dont l'existence a été confirmée par les observations de Vera Rubin. GUEST est capable de tester les modèles d'inflation — l'expansion rapide de l'Univers après le Big Bang, proposée par Alan Guth — et de capter l'écho de transitions de phase ou les traces de défauts topologiques — des plis hypothétiques de l'espace-temps. Et en parallèle, en mesurant les orbites avec une précision fantastique, la mission permet de regarder au-delà de la théorie d'Einstein, en testant les théories de gravité modifiée.

Si tout se passe comme prévu, GUEST entrera en service en 2037 et accumulera des données pendant des décennies, en devenant de plus en plus sensible. D'ici là, un détecteur plus grand, LISA, sera envoyé dans l'espace, fonctionnant à des fréquences légèrement plus élevées. Ensemble, ils formeront le premier observatoire multi-longueurs d'onde des ondes gravitationnelles, se passant les cibles comme des musiciens dans un orchestre se passent la mélodie. Au bout de trente ans, le diapason se taira. Son dernier signal se dissoudra dans le feu de l'atmosphère, mais d'ici là, il aura eu le temps de nous raconter comment dansent les trous noirs, de quoi est faite la matière noire et comment résonnait l'Univers quand il avait moins d'une seconde.