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L’art de la science : Ondulations dans l’espace-temps

by Cynthia Madonald juil. 19 / 18

Gravitational Waves

Photo : LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

Le 14 septembre 2015, un postdoctorant en Allemagne a noté un étrange tracé se dessiner sur son écran d’ordinateur.  

Il s’agissait du premier signe d’une onde gravitationnelle – le résultat de la collision de deux trous noirs à 1,3 milliard d’années-lumière de la Terre qui a libéré 50 fois l’énergie de toutes les étoiles de l’Univers observable. 

La collision a forcé les trous noirs à fusionner en une entité 62 fois plus dense que le Soleil. De puissantes ondulations ont déformé le tissu de l’espace-temps et se sont propagées vers l’extérieur, comme les ondes créées par un caillou lancé à l’eau. Il y a environ 50 000 ans, ces ondulations ont pénétré la Voie lactée.

En 1916, Albert Einstein a prédit l’existence des ondes gravitationnelles dans sa théorie de la relativité générale. Mais c’est seulement depuis 2002 que nous avons la capacité de les détecter, année qui correspond à la fin de la construction de l’Observatoire d’ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO), aux États-Unis. Il a fallu attendre encore 13 ans et une équipe internationale de scientifiques – dont plusieurs sont affiliés au CIFAR – pour détecter la première onde gravitationnelle.

Depuis lors, LIGO a détecté cinq autres collisions de trous noirs, ainsi qu’une collision entre deux étoiles à neutrons. Grâce à cette découverte, les scientifiques espèrent jeter de la lumière sur certains mystères, notamment : la vitesse d’expansion de l’Univers; l’apparition de la structure dans l’Univers pour former les galaxies; et le pourcentage de l’Univers qui se compose de trous noirs. Selon Vicky Kalogera, Boursière principale du CIFAR (et membre de la collaboration LIGO depuis 2015), les ondes gravitationnelles constituent « une révolution en astronomie ».