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Ce portail offre des connaissances de base sur le thème de l'astronomie et présente les travaux et coopérations de recherche actuels en Suisse.

Immagine: ESO

Ondes gravitationnelles

This illustration shows the merger of two black holes and the gravitational waves that ripple outward as the black holes spiral toward each other.
Immagine: LIGO/T. Pyle

Les ondes gravitationnelles transmettent la force de gravitation ou la force d'attraction. Lorsqu'un objet se déplace, il déclenche une onde gravitationnelle et rend ainsi la modification de la force d'attraction perceptible pour d'autres objets. Cela peut être quelque chose d'aussi petit qu'une cuillère qui tombe par terre ou quelque chose de gigantesque, comme deux trous noirs qui entrent en collision. Les trous noirs qui entrent en collision modifient naturellement la gravitation de manière plus importante qu'une cuillère qui tombe au sol, car ils ont une masse beaucoup plus importante.
La supposition de l'existence d'ondes gravitationnelles est apparue au début du 20e siècle. La théorie de la relativité générale stipule entre autres que rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière. Par conséquent, les modifications de la gravitation ne peuvent pas non plus être plus rapides que la lumière. Jusqu'alors, les chercheurs supposaient cependant que les changements gravitationnels se faisaient sentir immédiatement, sans décalage temporel. Les ondes gravitationnelles expliqueraient comment les changements gravitationnels se propagent sans remettre en question la vitesse de la lumière comme vitesse maximale.

Détecté pour la première fois en 2016

En 2016, des chercheurs de la collaboration LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory Collaboration) - voir encadré à droite - ont rapporté pour la première fois avoir mesuré à l'automne 2015 de telles ondes gravitationnelles, qui ont effectivement été générées par une collision entre deux trous noirs.

Dans un interféromètre, une onde lumineuse entrante est divisée en deux parties. Les deux parties traversent deux tunnels perpendiculaires de longueur exactement égale, sont réfléchies à leur extrémité et reviennent à leur point de départ. Les ondes qui reviennent se superposent (elles interfèrent) - s'il n'y a pas de perturbation - d'une manière très spécifique qui est enregistrée. Les ondes gravitationnelles modifient alternativement la longueur de l'un et l'autre tunnel. Les deux ondes qui reviennent se superposent alors différemment. Les chercheurs peuvent mesurer cet effet et en déduire (si d'autres influences sont exclues) qu'une onde gravitationnelle s'est produite.

Fonctionnement de l'interféromètre LIGO