Troisième vague de détection confirmée pour les ondes gravitationnelles

C’est la troisième fois seulement que des ondes gravitationnelles, infimes ondulations de l’espace-temps, sont décelées. Comme pour leur première détection le 11 février 2016, les interféromètres laser américains LIGO ont été mis à contribution.

Et de trois ! Les ondes gravitationnelles n’en finissent plus de faire vibrer la communauté scientifique : après leur découverte officielle le 11 février 2016 (à partir d’une observation réalisée le 14 septembre 2015), une équipe scientifique internationale a ainsi annoncé jeudi une nouvelle détection de ces fameuses vibrations de l’espace-temps prédites par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein en 1915, et marquent la troisième observation de ce phénomène, cette fois-ci à partir d’observations réalisées le 4 janvier 2017.

Cette nouvelle détection s’ajoute à une seconde observation réalisée le 15 juin 2016. Dans chacun des cas, les ondes gravitationnelles détectées ont été générées par la collision entre deux trous noirs pour en former un plus massif, jusqu’à 62 fois la masse de notre soleil. Cette fois-ci, le trou noir issu était d’environ 49 masses solaires. Les résultats seront publiés dans la revue américaine Physical Review Letters.

Cet événement historique, après 40 ans d’efforts, a ouvert une nouvelle fenêtre en astronomie qui permet de faire avancer la compréhension des mystères du cosmos, relèvent les astrophysiciens. »C’est vraiment remarquable que les humains puissent théoriser et vérifier de tels phénomènes extrêmes survenus il y a des milliards d’années et à des milliards d’années-lumière de la Terre », relève David Shoemaker, astrophysicien au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et porte-parole de cette collaboration scientifique.

Collision trous noirs

La collision de deux trous noirs il y a des milliards d’années provoque l’émission d’ondes gravitationnelles encore perceptibles aujourd’hui (Source : SXS).

La nouvelle détection de ces ondes révèle que la collision entre les deux trous noirs s’est produite à environ trois milliards d’années-lumière comparativement à 1,3 milliard et 1,4 milliard d’années-lumière pour la première et la seconde observation respectivement. Mais parce que la source est beaucoup plus éloignée, cette découverte a permis de prouver l’exactitude d’un des corollaires de la théorie de la relativité générale, selon lequel les ondes gravitationnelles ne se dispersent pas en se propageant, donnant une fois de plus raison à Albert Einstein.

Ce phénomène avait déjà été prouvé indirectement en 1974 par la découverte d’un pulsar et d’une étoile à neutron tournant l’un autour de l’autre à très grande vitesse par Russel Hulse et Joseph Taylor. Cette découverte leur avait valu le prix Nobel de physique en 1993.

Dénominateur commun des trois détections : elles ont été effectuées par l’instrument américain Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), formé de deux détecteurs identiques de quatre kilomètres de long, situés à 3.000 kilomètres l’un de l’autre, en Louisiane et dans l’État de Washington. « Cette dernière observation confirme l’existence de trous noirs d’une masse supérieure à vingt soleils, des objets dont nous ignorions l’existence avant que le Ligo ne les déniche », ajoute-t-il.

Sans détection des ondes gravitationnelles, les trous noirs seraient invisibles parce qu’ils n’émettent pas de lumière, note le professeur Shoemaker. Le Ligo mobilise plus de 1.000 scientifiques de 15 nationalités différentes.La localisation des sources de signaux d’ondes gravitationnelles sera nettement améliorée au cours des prochains mois quand Virgo, l’interféromètre européen, basé en Italie, aura accru son réseau de détecteurs, relève ces astrophysiciens.

Avec la confirmation de la troisième détection d’ondes gravitationnelles, le Ligo s’établit comme un observatoire puissant pour révéler la face obscure de l’univers », se félicite David Reitze, responsable du Ligo au Caltec, l’Institut de Technologie de Californie. « Alors que le Ligo est spécifiquement conçu pour observer des fusions entre des trous noirs, nous espérons pouvoir saisir bientôt d’autres événements d’astrophysique comme des collisions violentes entre deux étoiles à neutrons », les objets les plus massifs du cosmos, se réjouit-t-il.

Source : Sciences & Avenir/AFP

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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