LIGO/T. Pyle
La tête dans les étoiles

Les ondes gravitationnelles, aux origines de l'univers

Près de six mois après une première détection, les capteurs du centre de recherche LIGO (Californie) ont enregistré des mouvements dans l'espace-temps pour la deuxième fois hier soir. Ces secousses traduisent des événements cataclysmiques à des milliards d'années-lumière de la Terre : les ondes gravitationnelles. On vous explique tout !

Les ondes gravitationnelles sont « des vibrations dans l’espace-temps » comme l’explique David Fossé, de Ciel et Espace. Ces déformations « sont créées par des événements cataclysmiques extrêmes, comme ici la collision de deux trous noirs qui génère une énergie considérable. Cette énergie modifie la courbure locale de l’espace-temps, qui se propage comme une onde à la surface de l’eau », ajoute Jean-Michel Alimi du Laboratoire Univers et Théorie (LUTh). Celles qui ont été observées proviennent de la fusion de deux trous noirs dix fois plus gros que le Soleil situés à 1,4 milliard d’années-lumière. Car si tout objet qui se déplace dans l’espace-provoque, en théorie, des ondes gravitationnelles, il faut un événement de grande ampleur pour les observer.

Les ondes gravitationnelles illustrées par Futura Science

 

Ces ondes ont une portée très faible, ce qui fait de leur détection par le laboratoire LIGO un véritable exploit. Pour décrire l’ampleur de la tâche, David Fossé résume : « Lorsqu’une onde gravitationnelle se propage, la déformation n’est que d’un cent milliardième de milliardième ! Cela signifie que lorsqu’une onde gravitationnelle traverse la Terre, la déformation de celle-ci reste mille fois plus petite que la taille d’un atome… » Il a donc fallu des années au laboratoire LIGO pour mettre au point un instrument capable de détecter de telles ondes, qui valident une théorie vieille de 100 ans.

Einstein avait un siècle d’avance
En effet, les ondes gravitationnelles sont une conséquence de la théorie de la Relativité Générale énoncée par Albert Einstein, qui a décrit une géométrie de l’espace et du temps (ces deux variantes sont en fait liées et déformables, une révolution à l’époque). Leur détection est donc la preuve la plus fiable à ce jour de la validité de cette théorie, qui date de 1915. « Observer un phénomène physique prédit il y a un siècle, c’est assez remarquable », reconnaît David Fossé qui ajoute que « la simple preuve de l’existence de ces ondes présente un intérêt ». Historique en effet, la détection d’ondes gravitationnelles pourrait permettre une exploration inédite de notre univers.

D’abord, « l’observation des ondes gravitationnelles permet d’obtenir des informations sur des objets astrophysiques comme les trous noirs, jusqu’ici pratiquement inaccessibles » explique Eric Chassande-Mottin, chercheur au CNRS. Outre les trous noirs, Jean-Michel Alimi s’enthousiasme : « Cela ouvre une nouvelle voie dans l’observation de notre univers. Si ce genre de mesures se multiplient, nous pourrons déterminer la position exacte des lieux d’émission et faciliter les calculs des distances dans l’espace. » Pas anodin, quand on sait que l’univers est toujours en expansion… Cette découverte pourrait permettre de mesurer son évolution. David Fossé ajoute que « contrairement aux ondes électromagnétiques (la lumière sous toutes ses formes), les ondes gravitationnelles ne peuvent pas être absorbées et donnent donc accès à des informations sur des régions de l’univers d’où la lumière ne nous parvient pas ». M. Alimi voit même plus loin, « une onde gravitationnelle peut se propager de n’importe où et nous renseigner en principe sur les premiers moments de notre univers, voire le Big Bang lui-même ! » Ce qu’on entrevoit au-delà des ondes gravitationnelles, ce sont donc rien moins que les origines de la Terre…

L'explication :

LIGO a donc détecté pour la deuxième fois des ondes gravitationnelles.

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