​Les deux théories fondatrices de la physique moderne, la relativité générale d'Einstein et le modèle standard de la physique des particules, achoppent sur deux difficultés : l'expansion accélérée de l'Univers et la faible valeur de cette accélération. Pour la théorie d'Einstein, le problème peut être résolu en affectant une valeur ad hoc à la constante fondamentale dite cosmologique. Il n'en va pas de même pour la théorie des particules qui fournit une valeur d'accélération bien trop grande par rapport aux observations.

Des théories alternatives dites de gravité massive contournent cette difficulté en proposant une constante cosmologique nulle et en affectant une masse finie et extrêmement faible à la particule médiatrice de la gravitation, le graviton.

Grâce à une approche reposant sur des principes très généraux (causalité, localité, unitarité, relativité), un chercheur de l'IPhT et ses collaborateurs ont établi des contraintes fortes à une échelle spatiale repoussée d'un facteur mille. En passant d'un millier à un million de kilomètres, il devient possible de sonder d'éventuels effets gravitationnels entre la Terre et la Lune, distantes de 380 000 kilomètres. La rotation de la Lune étant connue avec une précision d'une partie pour cent milliards, les chercheurs n'observent pas les effets attendus de la gravité massive et par conséquent, disqualifient cette théorie comme alternative à la théorie d'Einstein.

La même démarche a été appliquée, il y a trois ans, à la théorie « perturbative » des cordes, qui remarquablement, a passé avec succès ces « tests » théoriques.

Il est aussi possible d'appliquer ces principes à une autre classe de théories de gravité modifiée, dites Galileon, ainsi qu'à des théories de physique des particules au-delà du modèle standard, qui pourraient être testées au LHC (Cern).