1. Observations des ondes gravitationnelles :les ondes gravitationnelles sont détectées à l'aide d'instruments tels que l'observatoire des ondes gravitationnelles à interféromètre laser (LIGO) et l'interféromètre Virgo. Ces détecteurs sont conçus pour détecter les infimes distorsions de l’espace-temps causées par le passage des ondes gravitationnelles.
2. Mesure du redshift des sources d'ondes gravitationnelles :Lorsque des ondes gravitationnelles sont émises par une source, telle qu'une fusion d'étoiles à neutrons binaires, elles transportent des informations sur le redshift de cette source. Le redshift est un phénomène dans lequel la longueur d'onde de la lumière ou d'un autre rayonnement électromagnétique s'étire à mesure que la source s'éloigne de l'observateur.
3. Relier les ondes gravitationnelles et les supernovae :en identifiant la galaxie hôte d'une source d'ondes gravitationnelles, les astronomes peuvent mesurer son redshift à l'aide d'autres méthodes, telles que l'observation de la lumière de la galaxie. En comparant le redshift obtenu à partir des ondes gravitationnelles avec le redshift mesuré par des observations électromagnétiques, les astronomes peuvent estimer la distance jusqu'à la source et déduire le taux d'expansion de l'univers.
4. Mesure de la distance de luminosité :les observations d'ondes gravitationnelles fournissent une méthode indépendante pour mesurer la distance de luminosité à la source. La distance de luminosité est une mesure de la distance à un objet en fonction de sa luminosité observée et de sa luminosité intrinsèque. La comparaison de la distance de luminosité dérivée des ondes gravitationnelles avec la distance de luminosité attendue basée sur la constante de Hubble permet aux astronomes de contraindre la valeur de la constante de Hubble.
5. Modèles et simulations cosmologiques :les observations d'ondes gravitationnelles peuvent être comparées aux modèles théoriques et aux simulations de l'expansion de l'univers. En intégrant les données sur les ondes gravitationnelles dans les modèles cosmologiques, les scientifiques peuvent affiner et tester différents scénarios d’évolution de l’univers, notamment la valeur de la constante de Hubble.
6. Complémentaire à d'autres méthodes :La mesure de la constante de Hubble à l'aide d'ondes gravitationnelles complète d'autres techniques, telles que l'observation des supernovae et du rayonnement de fond cosmique des micro-ondes. La combinaison de données provenant de plusieurs sources permet une détermination plus robuste du taux d'expansion de l'univers et contribue à réduire les incertitudes des mesures cosmologiques.
Dans l’ensemble, les ondes gravitationnelles constituent un outil unique pour sonder l’histoire de l’expansion de notre univers. En analysant les propriétés des ondes gravitationnelles et en les reliant à d'autres observations astronomiques, les scientifiques peuvent affiner notre compréhension du taux d'expansion de l'univers et mieux comprendre la physique fondamentale régissant le cosmos.
