Les ondes gravitationnelles, découverte majeure de cette année 2016 …

Les «ondes gravitationnelles», qu’est-ce donc que cet animal-là ?

Vous en avez certainement entendu parlé aux informations télévisées, aux alentours du 11 février 2016 … Pourquoi en a-t-on fait un tel tapage ? En quoi cela révolutionne-t-il quoi que ce soit ?

Et bien, c’est une assez longue histoire, qui a commencé il y a près de 100 ans par une « prédiction » d’Albert Einstein sur les déformations de l’espace-temps. Einstein prévoit que cet espace-temps, c’est-à-dire la trame même du monde dans lequel nous vivons, est un contenant « élastique », susceptible d’onduler à la manière des rides à la surface d’une eau perturbée par le lancer d’un caillou. Ainsi, ces tressautements, baptisés « ondes gravitationnelles », compriment et dilatent à la vitesse de la lumière l’espace-temps qui nous entoure, comme le son le fait avec l’air. La difficulté étant que, tout comme une ride à la surface d’un lac, plus la distance parcourue par l’onde est longue, plus son amplitude diminue.
Donc, pour les détecter, il faut imaginer un appareil capable de percevoir des variations de l’espace de l’ordre de 10^-19 m ! Je tiens à rappeler, pour mémoire, que l’ordre de grandeur du diamètre d’un atome est de 10^-10m, on parle donc ici de dimension de l’ordre du milliardième de la taille d’un atome !

    C’est le 14 septembre 2015, à 11^H51 (GMT+1), que 2 interféromètres laser (LIGO) situés à deux endroits différents – à Livingston en Louisiane et à Hanford dans l’État de Washington – ont enregistré une même déformation de l’espace-temps suite au passage d’une onde gravitationnelle engendrée par la fusion de deux trous noirs situés à plus d’un milliard d’années-lumière de notre Terre !
Il aura fallu attendre le mois de février 2016 pour que l’information de cette découverte soit relayée dans les médias, afin d’écarter toute erreur possible et de refaire l’ensemble des calculs nécessaires, et pour que l’on confirme à nouveau l’idée « lumineuse » qu’avait eue Einstein en 1916.

Et alors ? Qu’est-ce que cela va changer ?

Et bien, notre perception de l’univers, tout simplement … En effet, nous observons l’univers, dans l’espace et le temps, grâce à des télescopes qui utilisent, pour scruter l’infiniment grand, des ondes électromagnétiques (des photons) qui peuvent appartenir à différents domaines énergétiques et donc différentes longueurs d’onde (ondes radio, micro-ondes, infra-rouge, lumière visible, ultra-violet, rayons X, rayons Gamma ….).

Mais voilà, cela impose certaines contraintes, comme par exemple la limite à laquelle on peut regarder dans le passé : c’est la période à laquelle l’univers est devenu « transparent » aux photons. Avant cette période, l’univers était si dense qu’aucune radiation électromagnétique (des photons) ne pouvait s’en échapper.

Vous savez tous que plus on regarde loin avec un appareil de mesure, plus on regarde avant le moment présent. La lumière va indéniablement très vite, c’est d’ailleurs la vitesse maximale qu’aucune particule ne peut dépasser, mais cette vitesse est parfaitement déterminée et voisine de 3×10⁸ m/s. Un photon parcourt donc une distance de 9 461 milliards de kilomètres en une année terrestre, ce que l’on appelle une année-lumière (al).
À titre d’exemple, la lumière du Soleil (qui est situé à environ 150 millions de kilomètres de la Terre) met 8 minutes et 20 secondes pour nous atteindre: on regarde donc le Soleil tel qu’il était il y a 8 min 20 s dans le passé. Ainsi, plus on regarde loin dans l’espace, plus on regarde loin dans le passé: quand on regarde une étoile située dans le centre de notre galaxie, on l’observe telle qu’elle était il y a 28 000 ans !Donc l’âge qu’avait l’univers, lorsqu’on observe vers l’endroit d’où s’éloignent toutes les galaxies, c’est à dire en direction du lieu où s’est produit le Big Bang, ne peut pas être plus jeune qu’environ 400 000 ans, c’est à dire l’âge auquel il est devenu « transparent »…

Mais ceci n’est vrai que pour une observation à l’aide d’ondes électromagnétiques, mais pas avec des ondes gravitationnelles !
Cela ouvre donc la voie à de nouvelles formes d’observation de notre univers, c’est donc une découverte majeure, comme si en plus de nos yeux, nos oreilles, nos mains, notre langue et notre nez, nous étions maintenant dotés d’un 6^ème sens supplémentaire …

Je vous invite à regarder cette vidéo très ludique, qui vulgarise très bien cette découverte majeure, avec une pointe d’humour pour ne rien gâcher :