Comment détecte-t-on les ondes gravitationnelles ?

Dans le cadre de sa théorie de la relativité générale, Einstein avait prédit, dès 1916, l'existence des ondes gravitationnelles. Mais il a fallu attendre 2015 pour que ces oscillations de l'espace-temps soient détectées par des appareils spécifiques.

Qu'est-ce que les ondes gravitationnelles ?

Les ondes gravitationnelles peuvent être comparées à de légères rides qui se propagent dans la courbure de l'espace-temps. Mais elles ne s'y diffusent que si des événements très intenses se produisent dans l'univers.

C'est le cas de l'explosion d'une étoile ou de la collision de deux étoiles très denses. Jusqu'à une date très récente, les scientifiques pensaient que ces ondes se propageaient sur terre, mais qu'on ne pouvait pas les déceler.

La chose était d'ailleurs plutôt rassurante car, si leurs effets avaient été plus sensibles, ils auraient provoqué une déformation constante de notre espace.

En 2015, des scientifiques ont enfin réussi à détecter des ondes gravitationnelles. Elles ont été émises par la collision de deux trous noirs, dont la fusion a dégagé une quantité colossale d'énergie.

Des appareils aux immenses bras

Pour détecter ces ondes gravitationnelles, une machine particulière a été mise au point. Elle porte le nom d'interféromètre. Deux de ces engins ont été construits, l'un aux États-Unis, l'autre en Europe.

Leurs dimensions sont impressionnantes. Ces interféromètres se composent en effet, pour l'essentiel, de deux immenses bras, en forme de gigantesque L, dont chacun a une longueur de quatre kilomètres.

Partant d'un centre opérationnel, ces bras sont en fait des sortes d'immenses tubes. Un faisceau laser parcourt chacun des tubes, sur toute sa longueur. Parvenu à son terme, le faisceau rencontre un miroir et refait le chemin inverse.

Revenus à leur point de départ, les deux faisceaux laser, se déplaçant à la même vitesse, finissent par se superposer. Apparaît alors un signal spécifique, que les scientifiques appellent une "figure d'interférence".

Or, les ondes gravitationnelles produites par la collision des deux trous noirs ont empêché les faisceaux de se superposer et ont perturbé ce signal. Et c'est en étudiant ce signal brouillé que les scientifiques ont pu, pour la première fois, repérer ces ondes.

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