Ondes gravitationnelles : les reflets d’une très lointaine galaxie

C’est l’une des plus grandes découverte de la science, des ondes gravitationnelles ont été détectées. À l’institut de physique nucléaire de Lyon, l’annonce a suscité l’engouement, comme dans l’ensemble de la communauté scientifique mondiale.

À Villeurbanne, quelques minutes avant l'annonce de cette grande découverte scientifique, l'excitation est palpable. Beaucoup ont le sourire aux lèvres et attendent impatiemment de connaître les détails de la première détection de ces ondes gravitationnelles : celles qui déforment l'espace-temps. D'autres font des blagues dont la compréhension nécessiterait plusieurs années d'études spécialisées. Finalement, on fait silence, on écoute, puis on applaudit.

Une centaine de personnes étaient réunies hier à l'institut de physique nucléaire de Lyon pour la conférence organisée par le CNRS Rhône-Alpes. Une manière de se rapprocher d'un événement mondial : la première détection d'une onde gravitationnelle, un phénomène qu'Einstein avait prédit cent ans plus tôt dans sa théorie de la relativité.

Des miroirs villeurbannais pour détecter les ondes

Ce sont deux capteurs installés aux États-Unis qui ont détecté le passage de l'onde. Ces capteurs, appelés interféromètres, fonctionnent grâce à des lasers et des miroirs. Lesquels miroirs sont fabriqués en partie à Villeurbanne, dans le laboratoire des “matériaux avancés”.

Les 17 scientifiques de cette structure installée sur le campus de la Doua sont chargés de transformer des blocs de verre en miroirs. Bien sûr, ces blocs sont d'une qualité sans égale : ils sont fabriqués dans le meilleur verre et polis à l'atome près. Les experts lyonnais se chargent de les rendre réfléchissants.

Pour cela, ils déposent plusieurs couches de matériaux (de quelques millièmes de millimètre d'épaisseur) afin de réfléchir parfaitement la lumière. Dans ce cas précis, il s'agit de réfléchir celle des lasers.

Le bilan de cette première détection d'ondes gravitationnelles est cosigné par mille auteurs internationaux. Parmi eux, 74 Français, dont une trentaine de la région Rhône-Alpes-Auvergne. Publié hier, le bilan fait état d'une détection en septembre 2015 à 11h51. Entre cette date et celle de la publication, les scientifiques ont dû procéder à une série de vérifications.

Les sondes ont été déformées par l’onde... votre corps aussi

Une onde gravitationnelle déforme l'espace et le temps. Autant dire que personne n'y coupe. Pas même la Terre ou ses habitants.

En passant par les capteurs, l'onde a momentanément rallongé et raccourci la longueur de l'interféromètre. Vous aussi, vous avez subi cette déformation... Mais pas de panique ! La modification est proportionnelle à la taille et les capteurs n'ont connu qu'une modification de l'ordre du cent-millionième de la taille d'un atome, alors qu'ils sont longs de plusieurs kilomètres. Donc, même pour ceux qui mesurent un solide 1,90 m... il n'y a pas de quoi s’inquiéter.

D'ailleurs, c'est bien grâce à la modification de l'espace que les capteurs sont capables de détecter une onde gravitationnelle. Les calculs ont également permis de déterminer la provenance de cette onde. Tout a eu lieu dans une galaxie (très) lointaine à 2,3 milliards d'années-lumière. C'est là-bas que deux trous noirs sont entrés en collision. Chacun d'entre eux correspondant à 30 fois la masse du soleil... pour finalement former un seul trou noir deux fois plus massif.

La première détection directe d'ondes gravitationnelles est l'une des plus grandes découvertes de la science. C'est une nouvelle fenêtre qui s'ouvre sur la compréhension de l'univers... et de son origine.

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