Oui, Albert Einstein avait bien raison : les ondes gravitationnelles existent et pas seulement !

On pensait d’abord qu’il ne s’agissait que d’une simple rumeur mais depuis cette après-midi c’est officiel : les scientifiques ont bel et bien détecté des ondes gravitationnelles. Il s’agit d’une découverte encore plus importante que le boson de Higgs pour le monde de la physique.

Des ondes gravitationnelles et deux trous noirs en fusion

Comme pour un clin d’œil à Albert Einstein, c’est 100 ans après la publication de la théorie de la relativité générale qu’une équipe internationale vient de confirmer l’une de ses prédictions en observant pour la première fois et de façon directe des ondes gravitationnelles. Mais ça ne s’arrête pas là. Les scientifiques ont également pu observer la fusion de deux trous noirs.

Grâce à la collaboration des scientifiques de LIGO (aux Etats-Unis) et Virgo (en Europe), ils ont pu analyser des données dans le but d’estimer que deux trous noirs sont entrés en collision et ont fusionné il y a 1,3 milliard d’années. Chacun avait une masse de 29 et 36 fois celle du Soleil. D’après la théorie de la relativité générale d’Einstein, tout corps qui se déplace génère une déformation de la structure de l’espace-temps. Cela veut donc dire qu’il y a une modification des distances et du temps et cette déformation se propage par ondes successives dans le cosmos. Un peu à la manière d’une vague sur l’eau lorsqu’on lance un caillou. Seuls des évènements très violents peuvent générer des ondes gravitationnelles comme l’explosion d’une supernova ou la formation d’une étoile dans un trou noir.

Ici, cette observation directe d’une onde gravitationnelle a été causée par la collision de ces deux trous noirs. Ces deux objets cosmiques se sont rencontrés à 200 000 kilomètres/secondes, soit les deux tiers de la vitesse de la lumière, et ont fusionné en une fraction de seconde. Ce phénomène appelé coalescence et baptisé GW150914 a converti cet évènement en ondes gravitationnelles une énergie équivalente à trois fois la masse du Soleil !

Double détection et signal puissant qui ne sont pas une fausse alerte !

Pour observer cet évènement historique, les scientifiques se sont penchés sur les observations de deux interféromètres laser géants de LIGO. L’un est situé en Louisiane et l’autre dans l’Etat de Washington soit à une distance de 3000 kilomètres. D’après Benoît Mours, responsable scientifique du projet Virgo en France « un bruit aléatoire mimant GW150914 est si peu probable qu’il ne pourrait se produire qu’au plus une fois tous les 200 000 ans ! ».  De plus, toujours selon le chercheur, les deux interféromètres qui ont observé simultanément ces ondes le 14 septembre dernier à 11h51 est la preuve qu’il ne s’agit pas d’une fausse alerte.

Une voie vers une nouvelle astronomie

Avec cette découverte, c’est donc la validation expérimentale d’une théorie centenaire. Albert Einstein pensait lui-même que les déformations de l’espace-temps à cause des ondes gravitationnelles étaient si minimes qu’elles ne pourraient jamais être observées directement. Désormais les physiciens espèrent observer des phénomènes et des objets cosmiques encore plus éloignés et les ondes gravitationnelles vont leur permettre de remonter de plus en plus loin dans l’histoire de l’Univers. Pour pouvoir localiser de façon plus précise les sources de ces ondes, les chercheurs pourront compter dès cette année sur le redémarrage du détecteur Advanced Virgo situé en Italie. Ces données seront couplées à celle de Ligo. Puis d’ici 2018, c’est le Japon et Kagra qui se greffera au réseau avant d’être rejoint par eLISA, un interféromètre constitué de trois satellites ayant pour objectif de détecter les ondes gravitationnelles issues du Big Bang. Pour cela, il faudra attendre 2030. Bref, après plus de 50 ans d’efforts pour concevoir des détecteurs de plus en plus sensibles, on peut dire qu’aujourd’hui l’ère de l’astronomie gravitationnelle est désormais ouverte !