La découverte des ondes gravitationnelles méritait un prix Nobel

Le mardi 3 octobre, trois chercheurs ont remporté le prix Nobel de physique 2017 pour avoir repéré les ondes gravitationnelles, les ondulations dans l’espace-temps prédit d’abord par Albert Einstein il y a un siècle.

Votre Guru va faire court… alors, n’hésitez pas à consulter son précédent article sur la première découverte : “Découverte des ondes gravitationnelles prédites 100 ans auparavant par Albert Einstein” pour vous familiariser avec le sujet.

Kip Thorne et Barry Barish de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) et Rainer Weiss, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), sont les fondateurs du projet Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), qui a fait la première détection directe des ondes gravitationnelles, en septembre 2015. L’équipe du LIGO a annoncé trois autres détections depuis lors.

Le travail du LIGO ouvre un nouveau champ d’exploration comme Galileo Galilei l’a fait en 1610, lorsqu’il a utilisé un télescope pour découvrir les quatre plus grandes lunes de Jupiter, a déclaré Thorne qui rajoute :

Tout comme l’astronomie électromagnétique a prospéré pendant quatre siècles, nous apportant des connaissances de plus en plus incroyables sur l’univers, nous nous attendons à la même chose de l’astronomie gravitationnelle au cours des quatre siècles à venir.

Les ondes gravitationnelles sont générées par l’accélération d’objets très massifs. Ces ondulations spatio-temporelles se déplacent à la vitesse de la lumière, mais elles ne se dispersent pas ou ne sont pas absorbées comme la lumière peut l’être.

Selon Weiss, lors d’une conférence de presse au MIT :

Le fait que cette radiation soit si pénétrante, rien ne l’arrête, cela permet de rechercher des choses que vous n’avez jamais vues auparavant. Vous pouvez regarder les choses que vous connaissez d’une nouvelle manière. C’est vraiment un grand pas en avant.

Le fait de combiner ondes gravitationnelles et observations électromagnétiques des mêmes objets, devrait être particulièrement puissant, ont indiqué les chercheurs.

Les observations du LIGO permettent déjà aux astronomes de rechercher des trous noirs qui sont particulièrement difficiles à étudier. Les quatre détections signalées à ce jour impliquent des paires de ces monstres qui engloutissent la lumière.

Représentation de deux trous noirs en passe de fusionner.

Le projet pourrait également repérer des paires de « cadavres stellaires superdenses » aussi connus sous le nom d’étoiles à neutrons, a déclaré Weiss. En effet, il est possible que le LIGO ait déjà capté le signal d’un tel événement. Weiss a déclaré que l’équipe fera une annonce passionnante le 16 octobre. Il a précisé qu’il ne pouvait pas encore en révéler le contenu.

Toujours selon Weiss :

Nous espérons également voir la fusion d’étoiles à neutrons, et c’est une chose qui a réellement donné à ce domaine une certaine crédibilité, quand on a découvert qu’il y avait des paires d’étoiles à neutrons dans notre galaxie. Maintenant, la grande question est, à quelle fréquence arrive-t-il que deux étoiles à neutrons fusionnent ?

Beaucoup d’étoiles de neutrons à rotation rapide, appelées pulsars, émettent probablement des ondes gravitationnelles tout le temps, a ajouté Weiss. L’étude de ces “ondes continues” révélerait beaucoup de choses, non seulement sur les pulsars, mais aussi sur les ondulations spatio-temporelles elles-mêmes et sur la façon dont elles se déplacent, a-t-il dit.

De plus les astronomes pourraient détecter les ondes gravitationnelles générées après le Big Bang, lors de l’inflation cosmique, comme le souligne l’astrophysicien Brian Schmidt, de l’université nationale australienne.

Bien sûr, l’astronomie des ondes gravitationnelle en est encore à ses balbutiements, donc on ne sait pas ce que les scientifiques trouveront à l’avenir…

Sur le site du Nobel Prize : The Nobel Prize in Physics 2017.