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Des physiciens annoncent avoir détecté les ondes gravitationnelles d'Einstein

Pays : Monde

Tags : ondes gravitationnelles, espace, univers

Des équipes internationales de chercheurs ont annoncé jeudi la première détection directe d'ondes gravitationnelles, une avancée jugée majeure en physique qui ouvre une nouvelle fenêtre sur l'univers et ses mystères. Cette découverte, qui couronne plusieurs décennies d'efforts, confirme une prédiction importante de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein énoncée en 1915.

Über Gravitationswelle, 1918

Über Gravitationswellen

Albert Einstein, publié en 1918

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"Le mythe Einstein, 100 ans de relativité" sur ARTE Future

Les rumeurs allaient bon train depuis quelque temps déjà dans le monde scientifique : les physiciens de l'observatoire américain LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ont annoncé jeudi 11 février avoir observé pour la première fois une des ondes gravitationnelles, confirmant ainsi une prédiction effectuée par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale en 1915.

 
Qu'est ce qu'une onde gravitationnelle ?

Selon la théorie de la relativité générale, la gravité provient de la courbure de l'espace-temps. Cette courbure est provoquée par la présence d'objets possédant une masse. Plus la masse est grande, plus la courbure est importante. Lorsque ces objets massifs se déplacent dans l'univers, la courbure de l'espace-temps s'ajuste. Mais dans certains cas, lorsque ces objets sont accélérés, ils produisent une perturbation de l'espace-temps qui se propage dans l'univers comme les vagues sur la surface de l'eau lorsqu'on jette un caillou dans un étang.

L'existence de ces ondes gravitationnelles était jusqu'à aujourd'hui uniquement théorique et n'avait pas encore pu être démontrée. Les scientifiques cherchaient depuis un demi-siècle à observer une de ces ondes lorsqu'elle traverse la Terre.

Comment fonctionne un observatoire d'ondes gravitationnelles ?

On n'observe pas ces ondes comme on observe les étoiles. Le LIGO est en fait un interféromètre géant : un instrument qui envoie un rayon laser sur un miroir le séparant en deux faisceaux. Chaque faisceau est ensuite envoyé dans un tunnel où il parcourt plusieurs kilomètres avant d'être renvoyé par un miroir. A l'arrivée, les deux faisceaux se croisent et se recomposent.

S'il n'y a pas eu de déformation de l'espace temps pendant le parcours, les deux faisceaux auront parcouru la même distance et arriveront donc en même temps. En revanche, si une onde gravitationnelle traverse le faisceau et déforme l'espace-temps, les deux faisceaux ne parcourent pas la même distance et ne se rejoignent pas au même moment. C'est un tel décalage (de l'ordre d'un milliardième de millimètre !) qu'a détecté le LIGO.

Quelles conséquences ?

C'est un nouveau champ de l'astronomie qui s'ouvre. L'observation des ondes gravitationnelles va en effet permettre de mieux comprendre certains phénomènes comme l'interaction des trous noirs ou encore l'effondrement gravitationnel qui se produit au début et à la fin de la vie d'une étoile.

Des domaines de recherche dans lesquels s'est déjà lancée l'Agence spatiale européenne (ESA). Le 3 décembre 2015, elle mettait sur orbite Lisa Pathfinder, un satellite chargé de tester des technologies pour la future mission L3. Cette mission prévoit de créer un gigantesque interféromètre composé de trois modules en orbite autour du Soleil éloignés l'un de l'autre d'un million de kilomètres !

Les explications du programme Lisa Pathfinder par le CNES :

Dernière màj le 8 décembre 2016