Une grande excitation a secoué le monde de la physique lundi à l'annonce de la toute première détection de deux étoiles à neutrons ultra-denses convergeant dans un violent écrasement.

La découverte, disent les scientifiques, n'aurait pas été possible sans la détection des ondes gravitationnelles, un exploit de deux ans récompensé par le prix Nobel de physique 2017.

Un document d'information :

Q :Que sont les ondes gravitationnelles ?

Albert Einstein a prédit les ondes gravitationnelles dans sa théorie de la relativité générale il y a un siècle. Sous la théorie, l'espace et le temps sont entrelacés dans un continuum sans couture, ajoutant une quatrième dimension à notre concept de l'Univers, en plus de notre perception 3D de celui-ci.

Einstein a postulé que la masse déforme l'espace-temps par sa force gravitationnelle.

Une analogie courante consiste à considérer l'espace-temps comme un trampoline, et masse comme une boule de bowling posée dessus. Les objets à la surface du trampoline "tomberont" vers le centre, représentant la gravité.

Lorsque des objets ayant une masse accélèrent, lorsque deux étoiles à neutrons ou deux trous noirs spiralent l'un vers l'autre, par exemple, ils envoient des ondes le long de l'espace-temps courbe qui les entoure à la vitesse de la lumière, comme des ondulations sur un étang.

Plus l'objet est massif, plus la vague est grosse et plus elle est facile à détecter.

Les ondes gravitationnelles n'interagissent pas avec la matière, voyager à travers l'Univers presque sans entrave.

Q :Pourquoi sont-ils si insaisissables ?

Einstein lui-même doutait que les ondes gravitationnelles soient jamais détectées étant donné leur petite taille.

Ondulations émises par une paire de trous noirs fusionnants, par exemple, s'étendrait sur un million de kilomètres (621, 000 milles) règle sur Terre de moins que la taille d'un atome.

Q :Comment sont-ils détectés ?

Une technique consiste à détecter de petits changements dans la distance entre les objets.

Les ondes gravitationnelles traversant un objet déforment sa forme, en l'étirant et en le serrant dans la direction dans laquelle la vague se déplace, laissant un témoin, bien que minuscule, effet.

Des détecteurs tels que LIGO aux États-Unis et Virgo en Italie, sont conçus pour capter de telles distorsions dans les faisceaux de lumière laser.

Chez LIGO, les scientifiques ont divisé la lumière en deux faisceaux perpendiculaires qui parcourent plusieurs kilomètres pour être réfléchis par des miroirs jusqu'au point où ils ont commencé.

Toute différence de longueur à leur retour indiquerait l'influence des ondes gravitationnelles.

Sources :Agence spatiale européenne, Institut de physique, LIGO, La nature.

© 2017 AFP