Tendances scientifiques: Un siècle après la publication de la théorie de la relativité générale par Einstein, les scientifiques célèbrent enfin l'observation d'ondes gravitationnelles
Cette découverte est l'aboutissement de décennies de recherches, et de 25 années passées à perfectionner des interféromètres afin qu'ils soient assez sensibles pour détecter que la distance entre le système solaire et l'étoile la plus proche, à 4 années-lumière, a augmenté de l'épaisseur d'un cheveu. La détection a été réalisée par les interféromètres sophistiqués de la Collaboration LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) aux États-Unis, dans les états de Washington et de Louisiane. Le phénomène causal était la collision de deux trous noirs. Ils se trouvent à environ 1,3 milliard d'années-lumière de nous, et leurs masses sont 29 et 36 fois celle du Soleil. Les signaux détectés par LIGO permettent de décrire la collision. Au début du signal, les trous noirs tournaient 30 fois par seconde l'un autour de l'autre. À la fin des 20 millisecondes de données, ils avaient accéléré à 250 orbites par seconde, juste avant la collision finale et leur violente fusion. La collision s'est traduite par une violente déformation de la structure de l'espace-temps, alternant entre des accélérations et des ralentissements, et entraînant la courbure de l'espace. La collaboration LIGO a publié sa découverte dans la revue «Physical Review Letters». Elle regroupe plusieurs laboratoires de par le monde, aux États-Unis mais aussi au Royaume-Uni et en Allemagne. La plupart des travaux réalisés à partir des données des interféromètres dans les États de Washington et de Louisiane ont été terminés dans le GEO600, un interféromètre plus petit installé à Hanovre en Allemagne. David Reitze, directeur exécutif de LIGO, a annoncé la découverte lors d'une conférence de presse, et l'a comparée aux alunissages des années 1960. L'héritage d'Einstein «Cette observation scientifique est proprement incroyable. Elle s'accompagne d'une triple découverte en physique», expliquait le professeur Alberto Vecchio de l'université de Birmingham, l'un des chercheurs de LIGO. «La détection directe d'ondes gravitationnelles, la première détection d'un trou noir binaire, et la preuve la plus convaincante à ce jour que les trous noirs que l'on observe sont bien les objets prévus par la théorie [de la relativité généralisée] d'Einstein.» Il découle de la théorie de la relativité générale d'Einstein que toute masse accélérée doit engendrer des ondulations de l'espace-temps. Cet effet est cependant très faible, et seuls des objets très massifs, comme une étoile qui explose, peuvent déformer leur environnement de manière appréciable. Avec la découverte de LIGO, les astronomes pourraient commencer à chercher des réponses à certaines des principales questions de la physique, comme l'unification des forces afin de relier la théorie quantique et la gravité. Actuellement, la théorie de la relativité générale décrit bien le cosmos à très grand échelle, mais les physiciens s'intéressent aux aspects quantiques lorsqu'ils étudient les interactions à la plus petite échelle. Le fait de pouvoir étudier des lieux où les forces gravitationnelles sont très importantes, comme à proximité des trous noirs, ouvre aux astronomes des moyens pour mieux réfléchir à ces problèmes. Explorer une nouvelle frontière Les conséquences pourraient être très vastes. Avec la découverte des ondes gravitationnelles, les astronomes peuvent enfin commencer à explorer l'univers «sombre», la majorité du cosmos trop faible pour être vue dans les télescopes optiques actuels. Ils pourraient aussi regarder «plus en profondeur» dans l'univers, c'est-à-dire remonter davantage dans le temps, voire déterminer le moment exact du Big Bang. Dans le monde entier, des physiciens de grand renom, comme le professeur Stephen Hawking de l'université de Cambridge, ont exprimé leur sentiment que cette découverte est une étape clé de l'histoire des sciences. Après une découverte aussi monumentale, une autre question se pose immédiatement dans le monde scientifique comme dans la presse: un prix Nobel pour les scientifiques ravis de LIGO?
Pays
Allemagne, Royaume-Uni, États-Unis