Blogue

Surfer sur l’onde gravitationnelle

Trous noirs en voie de collision.
Credit: © Multi-university SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) project
Trous noirs en voie de collision
  • Trous noirs en voie de collision
  • Ondes gravitationnelles
  • LIGO - Observatoire Hanford
Surfer sur l’onde gravitationnelle

Il y a bien longtemps, dans une galaxie lointaine, deux trous noirs pris dans une danse gravitationnelle ont engendré une perturbation dans cette force. Durant un bref instant, la collision de ces deux trous noirs a dégagé 50 fois plus d’énergie que l’ensemble des étoiles de l’Univers observable. Environ 1,3 milliard d’années plus tard, les vagues de ce tsunami gravitationnel ont atteint les berges de notre planète.

Le 14 septembre 2015, une équipe internationale de chercheurs est parvenue à détecter une onde gravitationnelle pour la première fois.

L’annonce de cet exploit, le 11 février dernier, a eu l’effet d’une bombe dans la communauté scientifique, et pour cause. Plus que la « simple » découverte de l’existence des ondes gravitationnelles, il s’agit d’une nouvelle confirmation d’une prédiction d’Einstein et de sa théorie de la relativité générale, mais aussi de la première observation d’une collision de trous noirs binaires, un exploit technique immense et la fondation d’une toute nouvelle façon d’étudier l’Univers.

Cent ans d’attente

En 1915, Albert Einstein révolutionnait la science en décrivant la gravité non pas comme une force attirant deux masses l’une vers l’autre, mais comme une déformation de l’espace et du temps créée par toute masse et qui affecte le mouvement des objets adjacents. Ainsi, la Lune orbite autour de la Terre, car la masse de notre planète déforme l’espace-temps qui l’entoure, ce qui modifie (à son tour) la trajectoire de notre satellite. La Lune se comporte comme une balle de golf qui suit les déformations du terrain. Mais alors que les masses se déplacent, la déformation qu’elles engendrent se déplace aussi. Dans un article qu’il publiait l’année suivante, Einstein prédisait que l’accélération d’astres extrêmement massifs devrait provoquer des vagues se propageant à la vitesse de la lumière dans la structure de l’espace.

Détecter une onde gravitationnelle

Cent ans plus tard, cette prédiction a été validée grâce à deux observatoires du LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), situé aux États-Unis. C’est en chronométrant le parcours d’un faisceau laser dans deux corridors à angle droit (est-ouest contre nord-sud), longs de4 km, que la découverte a été constatée.

Le 14 septembre 2015, à 5 h 51, les chercheurs ont observé que, durant une fraction de seconde, l’espace le long des deux corridors s’était, en alternance, allongé et rétréci. Le même signal, observé 7 millisecondes plus tard au deuxième observatoire LIGO, nous permet de confirmer que l’onde gravitationnelle provenait d’une région au-delà du grand nuage de Magellan, dans le ciel de l’hémisphère Sud.

À son maximum, l’onde gravitationnelle a modifié la longueur des corridors de l’équivalent d’un millième de la taille d’un proton! À notre distance de 1,3 milliard d’années-lumière, il s’agit donc d’une bien petite vague. Mais à qui sait la « surfer », elle vaudra probablement un prix Nobel.

Pour plus d'information sur l'observation de planètes, constellations, et phénomènes astronomiques
Abonnez-vous à l'infolettre À ciel ouvert

Partager cette page

Articles qui pourraient vous intéresser

Suivez-nous !

Abonnez-vous pour recevoir par courriel :
Ajouter un commentaire
Portrait de Anonymous