Ondes gravitationnelles : le signal des origines

Claude Nougaro, Plume d'ange (Paris, 1994)

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Ondes gravitationnelles : le signal des origines (Allemagne, 2018)

À l’origine, un drame d’ampleur cosmique : à 1,3 milliard d’années-lumière de la Terre, deux gigantesques trous noirs se tournent autour, avant d’entrer en collision. D’une exceptionnelle violence, cet événement libère des ondes d’une énergie astronomique : les ondes gravitationnelles. Retour sur un phénomène astrophysique majeur récemment découvert, qui pourrait éclairer les origines du cosmos.

Théorisées pour la première fois il y a maintenant plus d’un siècle dans la loi de la relativité générale d’Albert Einstein, les ondes gravitationnelles ont été mesurées en 2015 aux États-Unis par une équipe internationale de chercheurs du Ligo (Observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser). Semblables à des vagues à la surface de l’eau qui oscillent vers le haut et vers le bas, perpendiculairement à leur direction, elles étirent puis compriment tour à tour l’espace, tout en se déplaçant. Avec elles, les scientifiques caressent le fol espoir de parvenir un jour à remonter jusqu’au big bang. Au travers de nombreux témoignages et éclairages de chercheurs qui ont participé à l'aventure, ce documentaire retrace cette odyssée scientifique d’envergure – dont les nombreux acteurs ont été couronnés en 2017 du prix Nobel de physique, après quarante ans de recherches.
Source : Arte

Ondes gravitationnelles détectées en Europe

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Ondes gravitationnelles détectées en Europe
Le 27 septembre 2017 - TdG

Le détecteur Virgo a enregistré pour la première fois le phénomène provoqué par la fusion de deux trous noirs.

Le phénomène a été observé par des instruments européens et américains.

Pour la première fois, des ondes gravitationnelles ont été enregistrées par le détecteur européen Virgo, récemment remis en service. L'observation a été conjointe avec deux instruments américains, a annoncé mercredi une équipe scientifique internationale.

«Les ondes gravitationnelles se sont propagées dans l'espace pendant 1,8 milliard d'années avant d'être détectées par le détecteur Advanced LIGO situé en Louisiane (États-Unis), puis 8 millièmes de seconde plus tard par celui situé dans l'État de Washington, et enfin 6 millièmes de seconde après par Advanced Virgo situé près de Pise en Italie», a indiqué le CNRS dans un communiqué.

L'instrument américain Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), formé de deux détecteurs identiques en Louisiane et dans l'Etat de Washington avaient déjà observé trois fois ce phénomène prédit par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein en 1915. La toute première détection directe, annoncée le 11 février 2016, avait constitué un événement historique après 40 ans d'efforts.

Mais il s'agit de «la première détection» pour Advanced Virgo, qui a redémarré le 1er août après plusieurs années de travaux d'amélioration et quelques mois de tests, explique le Centre national de la recherche scientifique (CNRS). Son arrivée dans le dispositif permet une bien meilleure localisation dans le ciel des sources d'ondes gravitationnelles.

Fusion de deux trous noirs

Les ondes résultent de légères perturbations de la trame de l'espace-temps sous l'effet du déplacement d'un objet massif, un peu comme un poids déforme un filet. Ces nouvelles ondes, détectées le 14 août 2017 à 12h30, ont été produites par la fusion de deux trous noirs, à environ 1,8 milliard d'années-lumière de la Terre.

Les deux monstres, qui avaient des masses égales à 25 et 31 fois celle du Soleil, ont fusionné en un seul trou noir de 53 masses solaires, l'équivalent de 3 masses solaires ayant été converties en énergie sous forme d'ondes gravitationnelles.

Détections hebdomadaires en vue

Advanced Virgo est un instrument principalement financé par le CNRS en France et l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italie. Il regroupe 250 physiciens, ingénieurs et techniciens de 20 laboratoires européens. L'équipe internationale a annoncé cette détection en marge de la réunion du G7-science à Turin. Leurs travaux vont être publiés dans les Physical Review Letters.

«Avec les prochaines observations prévue pour l'automne 2018, nous pouvons nous attendre à de telles détections chaque semaine ou même plus souvent», a déclaré David Shoemaker, astrophysicien du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et porte-parole de la collaboration Ligo.

Ondes gravitationnelles et musique des sphères

Science publique par Michel Alberganti
Club Science publique : Existe-t-il une musique des astres ? avec Sylvie Vauclair et Claude-Samuel Lévine.

Tout a changé en 1962 avec la publication d’un article écrit par trois astrophysiciens américains au sujet de leurs observations du Soleil. Ils avaient alors découvert des mouvements étranges dans l’atmosphère de notre étoile. En 1970, un autre astrophysicien américain, Roger Ulrich donne une explication à ce phénomène. Pour lui, ces mouvements de vibration à la surface du Soleil sont des « ondes acoustiques stationnaires piégées ». Ainsi, le Soleil produit une musique intérieure qui reste confinée dans sa sphère. Mais il est possible de les détecter grâce aux vibrations visibles à sa surface. Troublante découverte de la réalité physique de la musique des sphères des philosophes antiques.
Voilà donc le Soleil transformée en une source sonore très précise puisqu’il s’agit d’un sol dièse... Autre paradoxe de l’astrophysique, nous n’entendons pas cette note mais nous la voyons grâce à des instruments très précis. Et si toutes les étoiles du cosmos produisaient leur propre note de musique ? Et si cette note révélait des informations précieuses sur leur âge, leur composition et leur masse ? Le concert céleste prendrait alors une signification scientifique tout en restaurant l’idée de l’harmonie cosmique rêvée dans l’Antiquité.
Source : FC

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Yves Meyer, Ondes gravitationnelles et musique des sphères (UnivNantes, 15 mai 2017)

La récente détection des ondes gravitationnelles, en 2015, a bouleversé notre vision et interprétation de l'Univers. Le "père" de la théorie mathématiques des ondelettes, Yves Meyer, récent prix Abel 2017, revient et nous explique ce que cela change dans le domaine de l'astrophysique.

Les ondes gravitationnelles, un an après

La Méthode scientifique par Nicolas Martin
Les ondes gravitationnelles, un an après (21 mars 2017)
Avec
Nathalie Deruelle : chercheur au CNRS (directeur de recherche), membre du laboratoire AstroParticule et Cosmologie de Paris-Diderot (et affiliee a l'Institut Yukawa de Kyoto).
Fabien Cavalier : directeur de recherche CNRS au Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL, CNRS/Université Paris-Sud), à Orsay
Qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ? Comment sont-elles générées ? Quelles sont les sources susceptibles de générer des ondes gravitationnelles détectables sur Terre ? Comment les détecter ? Un an après l'annonce de la découverte, les instruments ont-ils détecté de nouvelles ondes ?
Source (et suite) du texte : FC

D'où viennent les ondes gravitationnelles ?

La Conversation scientifique  par Etienne Klein
D'où viennent les ondes gravitationnelles ? (19 mars 2016)
Avec Marc Lachieze Rey : directeur de recherche au CNRS en Astroparticule et Cosmologie
Site officiel : Le site cosmique

Un phénomène hyper-violent s’est produit il y a plus d’un milliard d’années : deux trous noirs voisins ont fusionné, libérant une énergie inimaginable et engendrant un train d’ondes gravitationnelles.Mais qu’est-ce au juste qu’une onde gravitationnelle ? En direct du Salon du livre

Collision entre deux trous noirs

Einstein présenta les équations de la relativité générale le 25 novembre 1915 à l’Académie de Berlin. Un an plus tard, il était malade, alité, épuisé par les années d’effort qui l’avaient conduit à sa théorie de la gravitation. Souffrant notamment de l’estomac, il perdit près de vingt kilos en quelques mois. C’est à ce moment-là qu’il commença à se demander si une masse en mouvement accéléré pouvait rayonner des « ondes gravitationnelles », de la même façon qu’une charge électrique en mouvement accéléré rayonne des ondes électromagnétiques. Il découvrit rapidement des solutions de ses équations correspondant à des ondulations de l’espace-temps se propageant à la vitesse de la lumière. En se propageant, elles secouent l’espace-temps lui-même, ce qui a par exemple pour effet de modifier brièvement la distance qui sépare deux points dans l’espace.Mais la gravitation étant très faible en intensité, ces ondes sont très difficilement détectables. De fait, elles n’ont pu l’être que grâce à un phénomène hyper-violent qui s’est produit il y a plus d’un milliard d’années, c’est-à-dire bien avant l’apparition de l’humanité : deux trous noirs voisins ont fusionné, libérant une énergie inimaginable et engendrant un train d’ondes gravitationnelles dont le passage sur terre, le 14 septembre 2015 à 11h51, a pu être détecté.Mais qu’est-ce au juste qu’une onde gravitationnelle ?
Source : FC

100 ans après leur prédiction, qu’apporte la détection des ondes gravitationnelles ?

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Science publique par Michel Alberganti

100 ans après leur prédiction, qu’apporte la détection des ondes gravitationnelles ? (26.02.2016)

Les ondes gravitationnelles, prédites par Einstein il y a un siècle, ont été directement observées sur Terre pour la première fois. Que change cette découverte fondamentale pour l'exploration de l'univers ? Permet-elle de mieux comprendre la gravité, cette mystérieuse attraction entre les corps ?

Avec :

- Nathalie Deruelle : chercheur au CNRS (directeur de recherche), membre du laboratoire AstroParticule et Cosmologie de Paris-Diderot (et affiliee a l'Institut Yukawa de Kyoto).

- Pierre Binetruy : professeur à Paris Diderot, responsable français de la mission LISA de recherche d’ondes gravitationnelles

- Pierre-Henri Gouyon : professeur au Muséum National d'Histoire Naturelle, à l'Agro Paris-Tech et à Sciences Po

- Jacques Treiner : Physicien



Ondes G : les traces d'un orgasme cosmique (France culture, 2016)
    

On a détecté des ondes gravitationnelles !

Ondes gravitationnelles, les détecteurs de l'extrême (CNRS, 2016)

On a détecté des ondes gravitationnelles !
Par Yaroslav Pigenet, le 11 février 2016 - CNRS

Ondes gravitationnelles Vue d’artiste de deux trous noirs qui, en fusionnant, émettent des ondes gravitationnelles.

Le 11 février, à 16h30, les collaborations Ligo et Virgo ont annoncé avoir détecté des ondes gravitationnelles, un siècle après leur description par Einstein. C’est un double coup de maître : en détectant pour la première fois ces ondes, les chercheurs ont également observé la première collision entre deux trous noirs. Une nouvelle fenêtre s’ouvre sur l’Univers.

Dévoilées par Einstein en 1915, les équations de la relativité générale induisaient l’existence théorique de deux phénomènes inconnus et inobservables à l’époque : les ondes gravitationnelles et les trous noirs. Après une quête de près d’un demi-siècle, les physiciens, et plus particulièrement, depuis 2007, ceux de la collaboration associant les observatoires Ligo (États-Unis) et Virgo (Europe), tiennent enfin leur Graal : la première observation directe d’une onde gravitationnelle causée par la collision de deux trous noirs. Cette découverte annoncée le 11 février ne constitue pas seulement une validation supplémentaire de la théorie d’Einstein, elle fait aussi entrer l’astronomie dans une nouvelle ère en lui procurant un messager de plus pour observer les phénomènes les plus violents de l’Univers.