L’histoire restera aujourd’hui comme le jour où nous avons découvert directement les ondes gravitationnelles. La découverte faite par les scientifiques de la coopération scientifique LIGO (LIGO), est un événement digne du prix Nobel, égal ou même supérieur à la découverte du boson de Higgs en 2012 et à la mise en œuvre de la théorie d'un univers en expansion en 1929.
"Nous pouvons maintenant entendre l'Univers", a déclaré la physicienne et représentante de LIGO, Gabriela González, lors d'une réunion historique de la National Science Foundation, jeudi à Washington. "La détection marque le début d'une nouvelle ère: le domaine de l'astronomie gravitationnelle est maintenant une réalité."
Bien que la théorie de la relativité générale d’Einstein ait proposé pour la première fois les ondes gravitationnelles il ya un siècle, l’humanité ne dispose à présent d’une technologie capable de mesurer physiquement cette ondulation dans l’espace-temps. En utilisant un LIGO équipé d'un observatoire laser à ondes gravitationnelles interférométrique, il est possible de mesurer de minuscules oscillations spatio-temporelles. Et peu de temps après la modernisation de la sensibilité en septembre dernier, l’Univers a offert un cadeau d’attraction à LIGO.
Des ondes gravitationnelles sont générées lorsque des objets volumineux sont accélérés, se heurtent ou explosent. Si nous pouvons mesurer l'onde gravitationnelle de ces événements, nous pourrons en apprendre beaucoup sur leurs propriétés et même utiliser ces connaissances pour une nouvelle ère de l'astronomie des ondes gravitationnelles. Ce serait un changement de paradigme par rapport à l'astronomie «ordinaire», qui étudie le rayonnement cosmique à partir du spectre électromagnétique; Le spectre des ondes gravitationnelles peut révéler un univers «sombre», où les trous noirs se heurtent, et les étoiles à neutrons se volent silencieusement les unes autour des autres dans la nuit.
Et le 14 septembre 2015, l'une des plus importantes éruptions d'ondes gravitationnelles de l'univers, comme on le croit, a été découverte par le système laser récemment mis à niveau, LIGO.
À environ 1,3 milliard d'années lumière de la Terre, deux trous noirs ont été piégés dans leur puits de gravité mutuel et ont commencé à tourner autour l'un de l'autre à une vitesse incroyable. Les doubles trous noirs sont considérés comme faisant partie intégrante du paysage cosmique. Mais c’était la première fois que nous pouvions détecter directement deux trous noirs d’une masse égale à 29 et 36 de nos Soleils avant la fusion. Cette fusion étonnante peut être vue à travers une visualisation par ordinateur.
Cependant, leur bataille gravitationnelle était courte. En une fraction de seconde, deux objets en rotation rapide ont touché et projeté une énergie furieuse. En un instant, les trous noirs ont perdu trois masses de notre Soleil - cette masse a été transformée en énergie gravitationnelle pure.
Si nous rappelons notre analogie avec «jeter un caillou dans un étang», que nous avons proposé de générer des ondes gravitationnelles, alors la situation avec un trou noir est comme si on jetait une grosse brique dans un étang. Au même moment, il y avait une vague d'énergie gravitationnelle géante, qui produisait ces ondulations spatio-temporelles dans l'univers. Plus de 1,3 milliard d'années plus tard, ces ondes ont atteint la Terre. Et il se trouve que LIGO était à ce moment-là modernisé et prêt à découvrir cet événement ancien. C'est un aperçu intuitif cosmique dans toute sa gloire.
La théorie suggère que lorsque deux trous noirs se rencontrent et se rejoignent, leur onde gravitationnelle de signal devrait produire une impulsion très rapide, et un ralentissement suffit pour entendre cette «pulsation» lors d'une collision. Et vous en pensez quoi? Presque tel que prédit par les modèles informatiques basés sur l'équation de relativité centenaire d'Einstein, le trou noir «pulsait». Vous pouvez écouter:
Ce son représente le moment où deux trous noirs en spirale ont fusionné en un. On pense qu'un tel événement se produit dans l'univers toutes les 15 minutes. C'est l'incarnation réelle de la quête physique que les physiciens ont complétée en 100 ans.
Il n’est pas question de fiabilité du signal, car ce n’est que le début pour observer de telles réunions. Surtout depuis que cette "impulsion" a été prédite et qu'elle représente la véritable renaissance d'un trou noir.
Lorsque vous êtes assis et que vous y réfléchissez sérieusement, il devient difficile de comprendre qu'il s'agit d'un signal provenant de deux trous noirs traversant notre planète. Et en fait, ce signal traverse chacun de nous. Cela s'est produit d'innombrables fois et continuera dans le futur. Mais maintenant, nous avons un "appareil auditif" spécial, qui aidera à l'attraper. De plus, grâce au temps pris par les deux stations LIGO, nous saurons d’où il vient. La station de Livingston (Louisiane) a entendu le signal de la station de Hanford (Washington) pendant 7 millisecondes, ce qui signifie qu'il provenait de l'hémisphère sud céleste.
Le fait que nous ayons une connaissance très approximative de l’origine des ondes nous donne une idée d’un avenir potentiellement très «brillant» pour l’astronomie des ondes gravitationnelles. Si vous ajoutez plus de stations au réseau, vous pouvez augmenter le délai du signal et nous pourrons localiser les régions les plus attractives de l’Univers. Et grâce à cela, vous pouvez accéder au paysage attractif de l'espace. Qui sait quels autres secrets nous allons révéler.
