illustration bidimensionnelle de la façon dont la masse dans l’univers déforme l’espace-temps.
les ondes gravitationnelles sont des « ondulations » dans l’espace-temps causées par certains des processus les plus violents et énergétiques de l’univers. Albert Einstein a prédit l’existence des ondes gravitationnelles en 1916 dans sa théorie générale de la relativité., Les mathématiques d’Einstein ont montré que les objets accélérateurs massifs (tels que les étoiles à neutrons ou les trous noirs en orbite les uns avec les autres) perturberaient l’espace-temps de telle sorte que les « ondes » de l’espace-temps ondulant se propageraient dans toutes les directions loin de la source. Ces ondulations cosmiques voyageraient à la vitesse de la lumière, emportant avec elles des informations sur leurs origines, ainsi que des indices sur la nature de la gravité elle-même.,
les ondes gravitationnelles les plus fortes sont produites par des événements cataclysmiques tels que la collision de trous noirs, de supernovae (étoiles massives explosant à la fin de leur vie) et d’étoiles à neutrons. D’autres ondes sont prévues pour être causées par la rotation des étoiles à neutrons qui ne sont pas des sphères parfaites, et peut-être même les restes de rayonnement gravitationnel créé par le Big Bang.,
l’animation ci-dessous illustre comment les ondes gravitationnelles sont émises par deux étoiles à neutrons lorsqu’elles orbitent l’une autour de l’autre puis fusionnent (crédit: NASA/Goddard Space Flight Center). Notez que les ondes gravitationnelles elles-mêmes sont invisibles. Ils sont rendus visibles ici pour illustrer leur propagation loin de la source.
bien Qu’Einstein ait prédit l’existence des ondes gravitationnelles en 1916, la première preuve de leur existence n’est arrivée qu’en 1974, 20 ans après sa mort. Cette année-là, deux astronomes utilisant L’Observatoire Radio D’Arecibo à Porto Rico ont découvert un pulsar binaire, exactement le type de système que la relativité générale prédit devrait émettre des ondes gravitationnelles. Sachant que cette découverte pourrait être utilisée pour tester la prédiction audacieuse D’Einstein, les astronomes ont commencé à mesurer l’évolution des orbites des étoiles au fil du temps., Après huit ans d’observations, ils ont déterminé que les étoiles se rapprochaient les unes des autres précisément à la vitesse prévue par la relativité générale si elles émettaient des ondes gravitationnelles. Pour une discussion plus détaillée de cette découverte et de ce travail, voir Look Deeper.
Impression D’artiste d’un Pulsar binaire.
depuis lors, de nombreux astronomes ont étudié les émissions radio de pulsars (les pulsars sont des étoiles à neutrons qui émettent des faisceaux d’ondes radio) et ont trouvé des effets similaires, confirmant encore l’existence d’ondes gravitationnelles., Mais ces confirmations étaient toujours venues indirectement ou mathématiquement et non par contact direct.
tout cela a changé le 14 septembre 2015, lorsque LIGO a senti physiquement les ondulations dans l’espace-temps causées par les ondes gravitationnelles générées par deux trous noirs en collision à 1,3 milliard d’années-lumière de distance. La découverte de LIGO restera dans l’histoire comme l’une des plus grandes réalisations scientifiques de l’humanité.,
alors que les processus qui génèrent des ondes gravitationnelles peuvent être extrêmement violents et destructeurs, au moment où les ondes atteignent la Terre, elles sont des milliers de milliards de fois plus petites! En fait, au moment où les ondes gravitationnelles de la première détection de LIGO nous sont parvenues, la quantité de vacillements spatio-temporels qu’elles ont générés était 1000 fois plus petite que le noyau d’un atome! Ces mesures inconcevables sont ce que LIGO a été conçu pour faire. Pour savoir comment LIGO réalise cette tâche apparemment impossible, visitez L’interféromètre de LIGO.