Les ondes gravitationnelles ont été détectées le 14 septembre, 2015, aux deux détecteurs de LIGO. Ce jour fatidique a inauguré une toute nouvelle ère de l'astronomie des ondes gravitationnelles, dit Gabriela Gonzalez, porte-parole de la Collaboration Scientifique LIGO. NASA/Imagno/Getty Images

Ce n'était qu'un léger bruit, le vestige fugace d'un événement massivement violent qui s'est produit il y a longtemps dans un endroit très, très loin. Mais cela suffisait à confirmer l'une des prédictions majeures d'Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale en 1915. En effet, il a vérifié l'existence de quelque chose appelé ondes gravitationnelles - en gros, ondulations dans le tissu de l'espace-temps, causée par l'accélération d'objets vraiment massifs tels que les trous noirs.

En conférence de presse, scientifiques de l'Observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser, un consortium qui recherche les ondes gravitationnelles depuis les années 2000, a annoncé que le phénomène avait finalement été détecté par les détecteurs jumeaux de LIGO à Livingston, Louisiane, et Hanford, Washington.

Les vagues en question ont été produites en une fraction de seconde il y a 1,3 milliard d'années, lorsque deux énormes trous noirs sont entrés en collision et ont fusionné en une seule entité. L'événement a converti une partie de la masse des trous noirs en énergie sous la forme de graves ondes gravitationnelles. Ces ondes ont émis le signal - décrit comme un "chirp" - que les scientifiques de LIGO ont détecté.

Cette fusion cataclysmique avait une puissance d'environ 50 fois celle de tout l'univers visible, selon un communiqué de presse de LIGO, qui combine les efforts de plus de 1, 000 scientifiques. L'organisation est gérée par le California Institute of Technology et le Massachusetts Institute of Technology, et financé par la National Science Foundation, entre autres.

"Nous avons détecté des ondes gravitationnelles, " Le directeur exécutif de LIGO, David Reitze, a déclaré aux journalistes. "Nous l'avons fait!"

Comme Einstein l'a théorisé au début des années 1900, l'espace et le temps sont essentiellement une seule entité, espace-temps, que vous pouvez imaginer comme étant comme une nappe. Lorsque de gros objets, comme les trous noirs, accélérer dans l'espace-temps, ils provoquent essentiellement des ondulations dans le tissu, qui sont des ondes gravitationnelles. Une fois converti en son, les vagues font un étrange gazouillement, que vous pouvez entendre en cliquant sur le lien.

L'événement marquait également la première fois que des scientifiques observaient réellement la fusion de deux trous noirs.

"Ces formes d'ondes vous donnent une énorme quantité d'informations, " a déclaré Reitze.

La découverte, qui a été détaillé dans un article scientifique publié aujourd'hui dans la revue Physical Review Letters, fait sensation dans le monde entier. Tant de gens ont réclamé plus d'informations que le site Web de LIGO a ralenti. La webdiffusion de la conférence de presse a attiré près de 100 personnes, 000 téléspectateurs.

La découverte était une mesure de justification à la fois pour Einstein et l'effort financé par le gouvernement pour trouver des ondes gravitationnelles, qui aurait coûté au moins 620 millions de dollars. Les détecteurs jumeaux de LIGO sont conçus pour détecter les ondes gravitationnelles lorsqu'elles atteignent la Terre.

Comme l'explique cet article de Nature en 2015, dans chaque établissement, un faisceau laser est divisé pour parcourir deux tunnels perpendiculaires, chacun d'eux d'environ 2,5 miles (4 kilomètres) de longueur, puis rebondir sur les miroirs à la fin et revenir à la source, où ils interfèrent les uns avec les autres. Lorsqu'une onde gravitationnelle se produit, les tunnels se déforment légèrement, et la distance parcourue par les faisceaux change de sorte qu'ils ne correspondent plus. Cela produit un signal qui peut être mesuré par l'équipement.

Entre 2010 et 2015, Les détecteurs de LIGO ont été révisés pour les rendre plus sensibles, au coût de 200 millions de dollars. C'était le nouveau système, appelé LIGO avancé, qui a finalement détecté le faible signal de l'espace à distance.

Le scientifique de Caltech et co-fondateur de LIGO, Kip Thorne, a déclaré qu'Advanced LIGO ne fonctionne toujours qu'à un tiers de sa sensibilité de conception, et que comme l'équipement est affiné, les scientifiques détecteront "une énorme richesse de signaux d'ondes gravitationnelles". Il a prédit que "nous devrions en voir plus au cours de l'année à venir".

Les scientifiques prévoient d'utiliser d'autres détecteurs à différents endroits autour de la Terre, dont un en cours de développement au Japon, et un autre qui a été proposé en Inde - pour étendre la recherche d'ondes gravitationnelles et mieux localiser leur emplacement, rapporte la revue scientifique Nature.

La dernière découverte s'appuie sur les travaux des scientifiques de l'Université de Princeton, Russell A. Hulse et Joseph H. Taylor Jr., lauréats du prix Nobel de physique 1993, qui a observé de légers changements dans l'orbite d'un pulsar binaire qui a indirectement démontré l'effet des ondes gravitationnelles, sans les observer. Maintenant, il semble probable que les scientifiques du LIGO, qui ont effectivement identifié et enregistré des ondes gravitationnelles, gagnera également un prix Nobel.

Maintenant c'est intéressant

Thorne a déclaré que même si la détection et l'étude des ondes gravitationnelles fourniront "une compréhension beaucoup plus approfondie" du comportement des distorsions dans l'espace-temps, il ne prévoit aucune de ces informations aidant à faire des fantasmes de science-fiction tels que les moteurs de distorsion ou les machines à remonter le temps une réalité. "Je ne pense pas que cela va nous rapprocher du voyage dans le temps, " a-t-il averti. " J'aimerais que ce soit le cas. "

Publié à l'origine :11 février 2016

FAQ sur les ondes gravitationnelles

Pourquoi les ondes gravitationnelles sont-elles importantes ?

Selon l'observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser (LIGO), la confirmation des ondes gravitationnelles aide les astrophysiciens à étudier et à explorer le côté déformé de l'univers, c'est-à-dire objets et phénomènes créés à partir d'un espace-temps déformé, y compris les collisions de trous noirs.

Comment les ondes gravitationnelles sont-elles détectées ?

Les ondes gravitationnelles passent par la Terre et serrent et étirent l'espace. Selon la Nasa, Les observatoires LIGO ont des "bras" de 3 km de long et au fur et à mesure que les ondes gravitationnelles passent, ils provoquent une légère modification de la longueur de ces "bras". LIGO détecte ces changements mineurs à l'aide de lasers, miroirs et autres instruments extrêmement sensibles.

Qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ?

Tout simplement, une onde gravitationnelle est une ondulation invisible dans l'espace. Ces vagues se déplacent incroyablement vite, alors ils accélèrent l'espace-temps, serrer et étirer l'espace pendant qu'ils volent.

Pourquoi pensons-nous que les ondes gravitationnelles existent vraiment ?

Comme Albert Einstein l'a théorisé au début des années 1900, l'espace et le temps sont essentiellement une seule entité — l'espace-temps. Lorsque des objets massifs, comme les trous noirs, accélérer, ils provoquent des ondulations dans le tissu de l'espace-temps. En 2015, LIGO a prouvé qu'il pouvait mesurer ces perturbations lors de leur passage à travers la Terre lorsqu'il a détecté les ondes gravitationnelles de deux trous noirs qui sont entrés en collision il y a 1,3 milliard d'années.