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Ondes gravitationnelles

Prédites par Einstein il y a un siècle, elles ont été observées pour la première fois le 14 septembre 2015 : finalement, la preuve de leur existence était là. L’enthousiasme des physiciens et des astronomes du monde entier était à son comble — ils savaient qu’ils disposaient désormais d’un nouvel outil pour étudier l’univers. L’observation des ondes gravitationnelles mènera à de nouvelles découvertes, par exemple sur la genèse des trous noirs et sur les débuts de l’univers, juste après le big bang. Une nouvelle ère a commencé en physique et en astronomie.

Artist impression ondes gravitationnelles, Caltech JPL

Après une collision d’étoiles, l’espace-temps vibre

Lors d’événements extrêmes dans les régions les plus terribles de l’univers, une vibration traverse le tissu de l’espace-temps : c’est la toile élastique sur laquelle se révèlent tous les événements de l’univers. Lors du passage d’une onde gravitationnelle, les distances entre les objets diminuent puis augmentent puis diminuent à nouveau et ainsi de suite. Ce changement n’est pas perceptible à l’échelle humaine, mais bien grâce aux équipements les plus sensibles au monde.

L’onde gravitationnelle du 14 septembre 2015 a commencé par une collision entre deux trous noirs, à 1,3 milliard d’années-lumière de la Terre. Sur Terre, le signal invisible pour les télescopes normaux s’est révélé indubitable pour le détecteur d’ondes gravitationnelles LIGO. En 2017, trois chercheurs des installations collaboratives LIGO et Virgo ont reçu le prix Nobel pour leurs contributions au détecteur LIGO et à la détection des ondes gravitationnelles.

Nouvelle fenêtre sur l’univers

La première onde gravitationnelle a été le début d’un nouveau domaine de recherche en physique et en astronomie. En plus de la lumière et des particules, les scientifiques peuvent maintenant aussi détecter les ondulations de l’espace-temps. Ces signaux ne peuvent être déviés ou bloqués par la matière. La collision de deux trous noirs ne dégage pas de lumière, mais leurs ondes gravitationnelles sont toujours mesurables, et nous ont déjà apporté de nouvelles informations sur la nature des étoiles à neutrons et des trous noirs.