La future antenne interférométrique laser LISA deviendra un instrument à grande échelle qui permettra d’étudier divers phénomènes cosmiques, notamment les collisions de trous noirs, ainsi que les ondes gravitationnelles se déplaçant dans l’espace et dans le temps. Les scientifiques pensent que l'appareil est capable de trouver une particule insaisissable de matière noire.
LISA permettra aux astrophysiciens d’observer les ondes gravitationnelles émises par les trous noirs lorsqu’elles se heurtent ou capturent d’autres trous noirs. LISA consistera en trois satellites en orbite autour du soleil dans une «constellation» triangulaire. Le passage des ondes gravitationnelles déforme fortement les côtés du triangle et ces oscillations minimales peuvent être corrigées par des rayons laser. En conséquence, LISA permettra d’étudier des phénomènes invisibles sous différents spectres lumineux.
Instantanés d'une 120 millionième simulation de particules de deux galaxies naines qui se confondent, chacune contenant un trou noir de 6 à 7,5 milliards d'années
Les chercheurs ont également découvert que LISA serait capable de transmettre des informations précieuses sur la matière noire. On pense que les particules de matière noire constituent environ 85% de la matière de l'univers. Mais tout cela n’est qu’une hypothèse, car cela ne résout pas le problème. Cependant, les calculs montrent que de nombreuses galaxies vont se disperser, au lieu de tourner ensemble, si elles ne sont pas retenues dans de grandes quantités de matière noire. Tout d'abord, cela fonctionne pour les galaxies naines. Bien qu'ils soient petits et faibles, ils sont également les plus répandus dans l'espace. Les astrophysiciens s’intéressent au fait que la matière noire prédomine dans leurs structures, raison pour laquelle ils deviennent des laboratoires d’étude naturels.
Communication des trous noirs et de la matière noire
Une nouvelle étude a mené des simulations informatiques à haute résolution concernant la naissance des galaxies naines, ce qui a conduit à des résultats inattendus. En calculant l'interaction de la matière noire, des étoiles et des trous noirs centraux, l'équipe a révélé un lien étroit entre les taux de fusion des trous noirs et la quantité de matière noire dans le centre galactique. Autrement dit, la mesure des ondes gravitationnelles à la confluence des trous noirs nous permettra d’en savoir plus sur les propriétés d’une particule de matière noire hypothétique.
Le premier lien découvert entre les trous noirs et la matière noire peut être décrit mathématiquement. C'est un point important, alors que le projet LISA est en préparation. Les résultats préliminaires de la simulation se sont joyeusement rencontrés dans le monde scientifique. La mission commence dans 15 ans, mais elle nous permettra de relier la physique de la cosmologie et des particules.
