MacroCosmos janvier-février 2016

COSMOLOGIE l’astronomie gravitationnelle est maintenant une réalité » , dit GabrielaGonzález, porte-parole du LSC et professeur de physi- que et d’astronomie au Loui- siana State University. « Avec cette découverte, les humains embarquent pour une recher- che merveilleuse et inédite : la quête de l’exploration du côté froissé de l’univers – des objets et des phénomènes qui résul- tent de la déformation de l’espace-temps. La collision de trous noirs et les ondes gravita- tionnelles en sont nos premiers magnifiques exemples » , dit Thorne. La recherche Virgo est effectuée par la Virgo Collaboration, un groupe de 250 physiciens et ingénieurs venant de 19 groupes de recherche européens : 6 du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en France ; 8de l’IstitutoNazionaledi FisicaNucleare (INFN) en Italie ; 2 des Pays-Bas avec le NIKHEF ; leWigner RCP enHongrie ; legroupe POLGRAW en Pologne ; et l’European Gravitational Ober- vatory (EGO), le laboratoire qui héberge le dé- tecteur Virgo près de Pise en Italie. Fulvio Ricci, porte-paroleduVirgo, remarqueque «C’est une L a simulation in- formatique ci- contre montre la collision de deux trous noirs, un évé- nement extrême- ment puissant détecté pour la première fois par LIGO. [Simulating eXtreme Spaceti- mes Project]. Le graphique ci- dessous montre les signaux d’ondes gravitationnelles détectées par les observatoires ju- meaux LIGO à Li- vingston et Hanford. Les si- gnaux proviennent de la fusion de deux trous noirs, chacun d’une masse d’environ 30 masses solaires, si- tués à 1,3 milliards d’années-lumière. Le graphique du haut montre les données reçues à Livingston et à Hanford, accompa- gnées des formes prédites par la théorie. Ces formes d’ondes prédites montrent ce à quoi devrait ressembler la fusion de deux trous noirs d’après les équations de la théorie de la relati- vité générale d’Ein- stein, aux erreurs expérimentales près. Le dernier graphique com- pare les données des deux détec- teurs. Comme le montrent les cour- bes, les données de LIGO coïncident très précisément avec les prédictions d’Einstein. [Cal- tech/MIT/LIGO Lab] étape importante pour la physique, mais plus simplement le point de départ de découvertes astronomiques nombreuses et passionnantes à venir grâce à LIGO et Virgo » . Bruce Allen, direc- teur général du Max Planck Institute for Gravi- tational Physics (l’Institut Albert Einstein), ajoute «Einsteinpensait que les ondes gravitationnelles étaient trop ténues pour être détectées, et ne croyait pas aux trous noirs. Mais je pense qu’il n’aurait pas étédéçud’avoir tort ! » Dans chaque observatoire, les interféromètres LIGO en forme de L de 4 km de longueur utilisent la lumière d’un laser partagée en deux faisceaux qui effec- tuent un va-et-vient dans les bras (des tubes de 122 cmdediamètremaintenus sous un videpre- sque parfait). Ces rayons servent à contrôler la distance entre des miroirs positionnés avec pré- cision aux extrémités des bras. D’après la théorie d’Einstein, ladistance entre lesmiroirs doit varier d’une quantité infinitésimale lorsqu’une onde gravitationnelle traverse ledétecteur. Le système est assez sensible pour détecter un changement de la longueur des bras inférieur à un dix-mil- lièmedudiamètred'unproton (10 -19 m). Des ob- servatoires indépendants et séparés par une grande distance sont nécessaires pour détermi- ner la direction de l’événement qui a créé les ondes gravitationnelles, et aussi pour vérifier que les signaux proviennent bien de l’espace et pas d’unquelconqueautrephénomène local. «Nous espérons que cette première observation va ac- célérer la construction d’un réseau global de dé- tecteurs pour affiner la localisation des sources à l’ère de l’astronomie multi-messager » , conclut DavidMcClelland, professeur de physique et di- recteur du « Centre for Gravitational Physics » à l’Université Nationale Australienne ». n