Les physiciens viennent de détecter des ondes gravitationnelles pour la deuxième fois de l’histoire

Ce fut l’un des plus grands moments de l’histoire récente lorsqu’une équipe internationale de physiciens a annoncé qu’elle avait réalisé les premières observations directes d’ondes gravitationnelles depuis qu’Einstein les a proposées pour la première fois il y a un siècle.

Aujourd’hui, quatre mois plus tard, une équipe australienne vient d’annoncer la deuxième réalisation de ce type : elle a détecté directement des ondes gravitationnelles causées par la collision de deux trous noirs dont la taille est jusqu’à 14 fois supérieure à celle de notre Soleil.

“Cette découverte a cimenté l’ère de l’astronomie des ondes gravitationnelles”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Susan Scott, astrophysicienne à l’Australian National University (ANU) de Canberra. “Cela montre que les données vont affluer, ce qui nous permettra de cartographier une bien plus grande partie de l’Univers que ce que nous avons vu auparavant.”

Scott et son équipe ont analysé les données recueillies par les deux détecteurs de l’observatoire d’ondes gravitationnelles LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) aux États-Unis – les mêmes détecteurs qui ont capté ce signal historique d’ondes gravitationnelles le 14 septembre 2015, avant qu’il ne soit analysé et annoncé en février.

Le 26 décembre 2015, des chercheurs australiens ont entrevu deux trous noirs orbitant l’un autour de l’autre 27 fois au cours de leur dernière seconde avant d’entrer en collision. Le signal de souffle qui en a résulté était 10 fois plus long que celui de la première onde gravitationnelle, et maintenant l’équipe a enfin eu l’occasion de l’analyser.

Elle a découvert que cette collision s’est produite il y a 1,4 milliard d’années, dans une galaxie si lointaine que les ondes de choc qui en ont résulté viennent tout juste de nous parvenir.

Prédites par Einstein dès 1916, les ondes gravitationnelles sont des ondulations de la courbure de l’espace-temps qui émanent des événements les plus explosifs et les plus violents de l’Univers, comme l’explosion d’une étoile ou la fusion d’un trou noir.

Ces ondulations se propagent dans l’espace comme les ondulations d’un étang après qu’on y a jeté une pierre, et – dans les deux cas où nous avons pu les détecter – le temps que ces ondulations nous parviennent sur Terre, elles sont minuscules. Nous parlons d’environ un milliardième du diamètre d’un atome.

Einstein lui-même avait prédit que l’homme ne serait jamais capable de les détecter, tant leur signal serait minuscule. Jusqu’à ces observations LIGO, les scientifiques ont donné un sens à l’Univers en se basant sur les observations électromagnétiques que nos instruments peuvent détecter, telles que les émissions de lumière visible, les ondes radios et les rayons X.

Le fait de pouvoir détecter de manière fiable les ondes gravitationnelles signifie que nous disposons d’une toute nouvelle façon de “voir” et de mesurer les objets et les événements dans l’espace qui nous entoure.

“J’avais toujours imaginé que nos premières découvertes auraient des contreparties électromagnétiques, mais au lieu de cela, nous avons découvert ces collisions invisibles de trous noirs uniquement grâce aux ondes gravitationnelles qu’ils ont émises, sans aucune contrepartie”, explique Rob Ward, l’un des membres de l’équipe

L’analyse de l’équipe a été publiée dans Physical Review Letters.