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Les ondes gravitationnelles à l’honneur en 2017


​Trois physiciens américains, Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne, ont obtenu le prix Nobel de physique 2017 pour l'observation des ondes gravitationnelles, des déformations de l'espace-temps théorisées par Albert Einstein. Les physiciens du CEA, quant à eux, se tiennent à l’affût des événements cataclysmiques à l’origine des ondes gravitationnelles en observant leurs contreparties électromagnétiques, en particulier en lumière visible et en rayons X et gamma.

Publié le 4 octobre 2017

De la même manière qu’une charge électrique qu’on accélère rayonne des ondes électromagnétiques, une masse en mouvement accéléré peut rayonner des « ondes gravitationnelles ». En se propageant, ces ondes font vibrer l’espace-temps et dilatent et contractent les longueurs de manière infime, de l’ordre du millième du diamètre d’un proton. Dès lors, il est aisé de comprendre pourquoi la détection directe par interférométrie optique de telles variations de distance est une véritable prouesse.

La toute première observation a eu lieu en septembre 2015 au moyen de l’instrument américain Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), constitué de deux détecteurs identiques aux États-Unis (dans les États de Louisiane et de Washington). 

Le 14 août 2017, le détecteur européen Virgo, situé à Pise en Italie, a enregistré à son tour pour la première fois une onde gravitationnelle, conjointement avec les détecteurs Ligo. L’événement a été enregistré simultanément par les trois détecteurs distants, ce qui a permis pour la première fois de localiser la source avec la précision nécessaire à l’observation des contreparties électromagnétiques.

Malheureusement, cet événement du 14 août 2017, associé à la fusion de deux trous noirs, n’a donné lieu à aucune contrepartie observable en rayons gamma par le satellite Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) ou le télescope Tcherenkov HESS (en Namibie) ni en d’autres longueurs d’onde avec d’autres instruments au sol ou dans l’espace. 

Toutefois, les ondes gravitationnelles sont une fenêtre d’observation de l’Univers radicalement nouvelle qui vient juste de s’ouvrir. C’est pourquoi les physiciens de l’Institut de Recherche Fondamentale sur les Lois de l’Univers du CEA restent à l’affut des alertes de détection d’ondes gravitationnelles pour continuer leurs traques de ces rayonnements électromagnétiques émis en même temps ces dernières.

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