MacroCosmos janvier-février 2016

COSMOLOGIE les sont arrivés les signaux – le détecteur de Living- ston a enregistré l’événe- ment 7millisecondes avant le détecteur d’Hanford – les scientifiques peuvent affirmer que la source se si- tuait dans l’hémisphère sud. D’après la relativité générale, une paire de trous noirs qui orbitent l’un autour de l’autre perd de l’énergie par émission d’ondes gravitationnelles, ce qui fait qu’ils se rappro- chent l’un de l’autre au cours desmilliards d’années, et cedeplus enplus rapidement dans les dernières minutes. Lors de l’ultime fractionde seconde, les deux trous noirs entrent en collision à une vitesse proche de la moitié de celle de la lumière et forment unnou- veau trou noir plusmassif, tout en convertissant une partiede leurmasse en énergie, selon la for- mule d’Einstein E=mc². Cette énergie est libérée sous forme d’une puissante émission d’ondes gravitationnelles. Ce sont ces ondes gravitation- nelles que LIGO a observées. La première preuve de l’existence des ondes gravitationnelles a été faite dans les années 1970 et 1980 par Joseph Taylor, Jr., et ses collè- gues. Taylor et Russell Hulse ont découvert en 1974 un système binaire formé par un pulsar en orbite autour d’une étoile à neutrons. En 1982, Taylor et Joel M. Weisberg ont établi que l’orbite du pulsar diminuait lentement à cause de la perte d’énergie sous forme d’ondes gra- vitationnelles. La découverte du pulsar et la démonstration qu’il pourrait rendre possible, dans ce cas précis, la mesure des ondes gravi- tationnelles valurent à Hulse et Taylor le prix Nobel de physique en 1993. La nouveauté dans la découverte de LIGO vient de ce qu’il s’agit de la première observation des ondes gravitationnelles elles-mêmes, obtenue grâce à la mesure d’infimes perturbations de l’espace-temps lorsqu’elles traversent la Terre. «Notre observation des ondes gravitationnelles atteint l’objectif ambitieux, défini depuis 5 dé- cennies, de détecter directement ce phénomène furtif, de mieux comprendre l’univers, et de cé- lébrer convenablement l’héritage d’Einstein en ce centenaire de sa théorie de la relativité » , dit L e « Laser Inter- ferometer Gra- vitational-Wave Observatory » (LIGO) est consti- tué de deux instal- lations séparées par une grande distance aux États- Unis, l’une à Han- ford, dans l’état de Washington (à gauche), et l’autre à Livingston (ci- dessous), fonction- nant de concert comme un seul observatoire. [La- boratoire LIGO] DavidH. Reitze duCaltech, directeur exécutif du laboratoire du LIGO. La découverte a été per- mise par les performances de l’Advanced LIGO, une améliorationmajeure qui augmente la sen- sibilitédes instruments par rapport à lapremière génération des détecteurs du LIGO, et qui per- met une augmentation considérable de la por- tion d’univers étudiée – et la découverte des ondes gravitationnelles dès la première obser- vation. La National Science Foundation est le principal support financier de Advanced LIGO. La recherche LIGO est effectuée par le LIGO Scientific Collaboration (LSC), un regroupement de plus de 1000 scientifiques de diverses univer- sités des États-Unis et de 14 autres pays. Plus de 90 universités et instituts de recherche du LSC développent la technologie des détecteurs et analysent les données ; environ 250 étudiants apportent une importante contribution à cet- te collaboration. « Cette détection est le com- mencement d’une nouvelle ère : Le domaine de