Loin de la Terre, deux trous noirs tournent l'un autour de l'autre, créant des ondes qui plient le temps et l'espace. Albert Einstein avait prédit leur existence il y a plus d'un siècle en les décrivant dans la théorie générale de la relativité.
Mais pour la première fois, ils n'ont pu être remarqués qu'en 2015 avec l'avènement de l'Observatoire des ondes gravitationnelles d'un interféromètre laser (LIGO), pour lequel les créateurs ont reçu le prix Nobel de physique. Cette découverte a également conduit à la formation d'un nouveau champ: l'astronomie gravitationnelle. Mais le mystère a suscité de nombreuses questions.
Par exemple, comment ces ondes gravitationnelles sont-elles apparues et dans quel environnement? Les scientifiques ont maintenant été en mesure de démontrer à quoi ils pourraient ressembler si deux trous noirs se formaient à l'intérieur d'une énorme étoile qui s'effondrait.
Les ondes gravitationnelles ont permis pour la première fois de trouver des trous noirs, mais l’origine des trous reste encore mystérieuse. Une théorie suggère qu'ils se forment lors de la fragmentation dynamique du noyau interne de l'étoile mourante. En conséquence, deux fragments doivent devenir des trous noirs et tourner autour l'un de l'autre en restes stellaires. Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont utilisé un super-ordinateur et des outils de théorie de la relativité numérique pour créer un modèle de deux trous noirs dans le support décrit.
De nombreuses heures de calcul et de comparaison avec les scores LIGO ont conduit à des résultats intéressants. Si des trous noirs apparaissent dans un environnement à haute densité, le processus de fusion sera plus rapide. Si la densité ressemble à un vide, les ondes gravitationnelles simulées convergent avec celles observées dans la réalité.
Cette information permet non seulement de mieux caractériser la dynamique des trous noirs doubles, mais confirme également que les premières ondes gravitationnelles obtenues par LIGO provenaient de trous noirs situés dans une région vide de l'espace.
