La danse de deux trous noirs - CNRS Le journal

CNRS Le journal est le site d'information scientifique lancé par le CNRS le 4 mars 2014. On nous dit à son propos...

Destiné au grand public, ce nouveau média gratuit vise à décrypter des résultats scientifiques de plus en plus complexes et à montrer les coulisses de la recherche. Il s'agit également d'alerter sur les sciences émergentes. Son crédo : fournir des informations fiables permettant d'éclairer les grands débats de société. 

Voici sa présentation vidéo :

CNRSLeJournal.fr par CNRS

Or, sous le titre La fusion de deux trous noirs fait trembler à nouveau la Terre, David Larousserie a publié il y a quelques heures, dans les pages Astronomie du quotidien Le Monde, un article qui nous apprend...

Jeudi 1^er juin, la collaboration internationale LIGO/Virgo a publié sa troisième observation d’une paire de trous noirs orbitant l’un autour de l’autre. Ces gloutons de l’espace – trente fois plus lourds que le Soleil, mais cinq cents fois plus petits –, en spiralant l’un vers l’autre, ont fini par ne plus faire qu’un, donnant naissance à un nouveau trou noir, plus léger que la somme des masses de ses deux parents. L’énergie perdue, équivalente à celle de deux Soleils, a distordu et secoué l’espace-temps, tel un veau en gelée tremblotant quand il arrive sur une table. Cette vibration, dite onde gravitationnelle, s’est propagée jusqu’à la Terre, où elle a été détectée dans deux instruments géants, LIGO, situés aux Etats-Unis à 3 000 kilomètres l’un de l’autre.

À l'égard des détecteurs, Larousserie précise qu'ils disposent...

chacun de deux « bras » de lumière perpendiculaires et longs de quatre kilomètres. La précision sur ces longueurs est telle qu’elle équivaut à connaître la distance Terre-Soleil (environ 150 millions de kilomètres) à un atome près. Tel un acrobate perché sur le sommet d’une montagne en balançant ses bras, LIGO est en équilibre, prêt à basculer dès que le moindre souffle d’une onde gravitationnelle agrandit ou diminue la taille d’un de ses bras. A condition aussi de savoir trier dans tout un tas d’autres perturbations, comme le passage d’un avion, le bruit des vagues ou la chute d’un arbre… C’est cet exploit qu’ont réussi de nouveau les chercheurs.
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Donc, les instruments de détection d'un observatoire réussissent à déceler de manière directe la contraction et la dilatation de l'Espace au passage des ondes gravitationnelles qu'avait prédites Einstein il y a cent ans.

Ces ondes, furtives, qui déforment l'Espace-Temps lors de leur passage, sont produites notamment par les éléments les plus violents de l'univers, dans ce cas-ci, la fusion de deux trous noirs...

Justement, si vous souhaitez savoir plus exactement comment opèrent LIGO (1) et Virgo (2), vous pouvez accéder sur CNRS Le journal à une explication vidéo des capacités technologiques de ces détecteurs, d'une précision vraiment incroyable, et de la triangulation (l'action concertée des trois détecteurs) qui se prépare. C'est de cette vidéo que j'ai extrait la citation précédente...

Ondes gravitationnelles : les détecteurs de l... por CNRS

Une production CNRS Images (2016), avec la participation des scientifiques Benoît Mours, Frédérique Marion, Romain Bonnand, Nicolas Arnaud et Éric Chassande-Mottin.

Le physicien Nicolas Arnaud signale :

J'espère le début d'une nouvelle forme d'astronomie, une nouvelle fenêtre sur l'univers, un nouveau moyen d'observer l'univers dans ses phénomènes les plus extrêmes et que, d'ici quelques années ou une dizaine d'années, les ondes gravitationnelles fassent partie de l'astronomie au même titre que les télescopes optiques ou les détecteurs de particules, de neutrinos...

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(1) Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory : Observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser. Il s'agit en fait de deux interféromètres de Michelson situés à Hanford (Washington) et Livingston (Louisiane), aux États-Unis.
(2) Détecteur installé à Cascina, près de Pise, en Italie. Cet interféromètre est le fruit de la collaboration de 19 groupes de recherche répartis dans cinq pays européens.
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MISE À JOUR du 17/10/17 :

Sous la rubrique Astronomie du journal Le Monde, David Larousserie vient de faire état d'une nouvelle observation importante en la matière :

Des étoiles à neutrons secouent la Terre

Des ondes gravitationnelles et électromagnétiques ont été captées par plusieurs instruments simultanément. Une première pour l’astronomie « multimessager ».

LE MONDE SCIENCE ET TECHNO | 16.10.2017 à 16h06 • Mis à jour le 16.10.2017 à 17h01 | Par David Larousserie

Le jeudi 17 août, les astronomes ont eu droit à un feu d’artifice inédit et spectaculaire. A 130 millions d’années-lumière, dans la galaxie NGC 4993, visible depuis l’hémisphère Sud en direction de la constellation de l’Hydre, plusieurs signaux ont été captés par soixante-dix observatoires terrestres et spatiaux simultanément : une lumière très intense pendant plusieurs heures, des éclairs en infrarouge et rayons X, une bouffée d’une seconde de rayons gamma (les ondes électromagnétiques les plus énergétiques qui soient) et aussi, pour la première fois en association avec ces messagers cosmiques, une secousse d’onde gravitationnelle. Cette dernière est une vibration de l’espace-temps causée par un remue-ménage cosmique extrême, comme la chute d’un caillou fait vibrer la surface de l’eau.
C’est la cinquième fois que des ondes gravitationnelles sont repérées depuis la Terre, ce qui a valu le prix Nobel de physique 2017 aux chercheurs à l’origine des instruments ayant permis cette détection. Mais, jusqu’à présent, le « caillou » qui avait secoué les détecteurs était une valse serrée de deux trous noirs gros comme trente soleils, se tournant autour jusqu’à ne plus faire qu’un.
Cette fois, il s’agit d’une paire d’étoiles à neutrons, qui, comme leur nom l’indique, sont constituées de neutrons et résultent de l’effondrement d’étoiles en fin de vie, trop légères pour former des trous noirs.
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