De nouvelles simulations de collisions d’énergie dans l’univers permettent aux astrophysiciens de mieux comprendre le principe de la génération d’ondes gravitationnelles, ce qui est peut-être l’occasion la plus excitante de se pencher sur l’avenir du monde céleste et de comprendre ce qui se passera ensuite.
La fusion des trous noirs est considérée comme l'événement le plus marquant de l'histoire de l'univers depuis le big bang survenu il y a plus de 14 milliards d'années. Cet événement se produit lorsque deux trous noirs (ou plus) sont piégés par leurs champs gravitationnels mutuels, après quoi ils se heurtent et se fondent en un tout. En théorie, l'énergie produite lors de leur fusion peut générer une éjection très spécifique d'une onde gravitationnelle, dont la modélisation est l'objectif principal des scientifiques.
Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, les ondes gravitationnelles résultent de l'accélération de deux objets massifs dans un espace ouvert, mais la science ne peut pas encore observer directement ce processus. Indirectement, pour voir leur influence, vous ne pouvez regarder que le mouvement des nains blancs (par exemple, en orbite). Avec le passage du temps, le rayon de leurs orbites commence à diminuer et l'énergie est perdue, après quoi l'émission d'ondes gravitationnelles se produit.
Bien que nous ayons une assez bonne idée de leurs propriétés, il est bien connu que les ondes gravitationnelles sont très difficiles à détecter, mais grâce à de nouvelles recherches, cela peut devenir possible et c’est la confluence des trous noirs qui en est la clé. "L'accélération de la charge des électrons est produite par le rayonnement électromagnétique, y compris les ondes lumineuses visibles pour nous", a déclaré Michael Kesden, scientifique à l'Université du Texas, dans un communiqué de presse. "De même, cela se produit avec l'accélération de la masse, dont les ondes gravitationnelles seront plus que visibles, comme la lumière dans le cas des électrons."
Michael Kesden est l'auteur principal d'une nouvelle étude sur le processus de fusion des trous noirs publiée dans Physical Review Letters.
"L'utilisation des ondes gravitationnelles en tant qu'outil d'observation nous permet de tout savoir sur les caractéristiques des trous noirs qui existent depuis des milliards d'années et même sur leur formation", a ajouté David Gerosa, scientifique et co-auteur de ce projet. . "Ce sont des données extrêmement importantes qui permettront de comprendre pleinement le processus d'évolution de l'Univers."
Actuellement, plusieurs projets similaires sont en cours de mise en œuvre. Il convient de noter que les observatoires les plus célèbres équipés d'un interféromètre à balayage à gravitation d'onde laser (LIGO) ne sont que deux concurrents situés en Louisiane et à Washington.
L'utilisation de lasers de haute précision de la taille d'un tunnel de 4 km vous permet de contrôler le passage des ondes gravitationnelles sur notre planète. Actuellement, LIGO est activement mis à niveau afin d'accroître sa sensibilité. En outre, des analogues LIGO sont également créés en Europe. Le projet s'appelle «VIRGO» et a la même mission que les prototypes américains. "Nous avons décidé d'aider à prédire les caractéristiques des ondes gravitationnelles que les scientifiques américains s'attendent à recevoir avec l'aide de LIGO", a déclaré Ulrich Sterhak, co-auteur du projet "GIRL", diplômé de l'Université de Cambridge. "Nous attendons avec impatience les résultats de nos expériences afin de les comparer avec celles qui seront obtenues avec LIGO", a-t-il ajouté.
Les chercheurs ont spécifiquement orienté la simulation vers le processus d’attraction de deux trous noirs et la manière dont ils feraient pivoter les uns autour des autres.
"Avec l'aide des technologies existantes, nous pouvons créer un modèle informatique de ce processus et voir toute l'évolution des trous noirs (qui prendrait des milliards d'années en temps réel) en quelques secondes seulement", a poursuivi son exposé. "Cependant, il ne s'agit pas simplement d'un processus accéléré, il y a de telles choses que nous ne pouvons tout simplement pas reconnaître d'une autre manière."
Les chercheurs espèrent qu’à l’aide des données de modèles informatiques, ils pourront obtenir de nouvelles données sur les fusions de trous noirs et explorer de nouveaux détails concernant les caractéristiques des ondes gravitationnelles.
Ce projet peut sans aucun doute être qualifié de révolution dans le monde de l'astronomie, science, dont le but principal est d'étudier les phénomènes les plus importants et sans doute les plus intéressants de l'Univers. L’étude des ondes gravitationnelles permettra aux scientifiques de répondre aux nombreuses questions apparemment inaccessibles jusqu’à présent, qui nous rapprocheront au moins un peu plus de la compréhension de notre Univers.
