La découverte des ondes gravitationnelles

ouvre un pan complètement nouveau
de l’observation spatiale

Samuel Letellier-Duchesne est doctorant à l'École Polytechnique de Montréal en Génie mécanique

Samuel Letellier-Duchesne est doctorant à l'École Polytechnique de Montréal en Génie mécanique

par Samuel Letellier-Duchesne
 

Les ondes gravitationnelles sont des oscillations de la courbure de l’espace-temps qui se propagent à grande distance de son point d’origine. La quête de ses ondes ne date pas d’hier ; Albert Einstein en a prédit l’existence en 1916 en se fondant sur sa théorie de la relativité générale.

Étant donnée la nature même du phénomène, seule une expérience physique pouvait confirmer ou infirmer la théorie. C’est ainsi que plusieurs projets ont démarré dès les années 1960 pour réaliser des outils appelés interféromètres. Malheureusement ces projets n’ont pas abouti à des résultats concluants étant donné la difficulté de recueillir des données avec la précision nécessaire.

Qu’est-ce qu’une onde gravitationnelle ?

L’interféromètre

| source : http://www.lemonde.fr/sciences/article/2016/02/11/les-ondes-gravitationnelles-detectees-un-siecle-apres-avoir-ete-predites_4863745_1650684.html

Ce n’est que tout récemment que le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) a été en mesure de détecter pour la première fois de véritables ondes gravitationnelles.

Ainsi, le 4 septembre 2015 à 11 h 51, le dispositif a enregistré le passage d’une onde. Non seulement cela était une première, mais encore les chercheurs ont été en mesure de détecter l’origine du phénomène. Il s’agissait en effet de la fusion de deux trous noirs lointains, qui auraient orbité l’un autour de l’autre telle une danse cataclysmique pour enfin s’unir. Cette combinaison n’étant pas stable immédiatement, mais vibrant tel un diapason, les détecteurs terrestres ont été en mesure de recevoir ce signal, et ce, après plus d’un milliard d’années.

La confirmation des ondes gravitationnelles apportée par cette découverte ouvre un pan complètement nouveau de l’observation spatiale. En effet, étant donné que les appareils modernes tels que la myriade de télescopes et antennes radio ne peuvent détecter que la lumière qui se rend à nous (tout le spectre électromagnétique), nous demeurons aveugles devant les phénomènes se produisant sous l’horizon d’un trou noir ou s’étant produits dans les instants avant la constante de Plank soit 10-32 secondes après le Big Bang.

Il est difficile d’attribuer cette découverte à un seul individu. En effet, la complexité du problème, la taille des équipements ainsi que les quantités astronomiques de données recueillies ont nécessité la collaboration de plusieurs scientifiques et professionnels. Tel que rapporté dans Le Monde à propos des futurs récipiendaires du prix Nobel : « les noms des lauréats seront difficiles à choisir. L’Américain Rainer Weiss, du MIT, est à l’origine, dans les années 1970, des premières études précises sur les défis à relever pour de futurs instruments. Kip Thorne, charismatique physicien américain, a encouragé la réalisation de LIGO dans les années 1990. Ronald Drever, un Écossais, a eu l’une des idées-clés permettant d’augmenter la puissance des lasers. » Il est donc clair que la découverte des ondes gravitationnelles est le fruit de plusieurs années de travail par des chercheurs s’inspirant les uns les autres sur leurs travaux et travaillant conjointement pour convaincre les organismes subventionnaires de financer leur quête incomprise.