La saga des ondes gravitationnelles : mieux croire ce qu’on voit

16.10.2017 par Richard Taillet, dans Astro, Science vivante

Cette année 2017 aura vraiment été merveilleuse pour les chercheurs qui travaillent sur les ondes gravitationnelles : annonce des premières découvertes par LIGO/Virgo, prix Nobel 2017 et aujourd'hui, annonce d'une observation couplée d'un signal gravitationnel et de contreparties visibles (au sens large, sur toute la gamme des ondes électromagnétiques). L'importance de cette dernière découverte me semble dépasser le cadre purement scientifique : elle confère aux ondes gravitationnelles un statut ontologique[1] plus solide auprès du grand public. En effet, l'annonce du printemps 2017 pouvait sembler assez floue pour le grand public : avec des instruments de plusieurs kilomètres de long sensible à des déformations oscillantes de l'espace (déjà là on perd du monde), d'amplitude inférieure à la taille d'un atome (sérieux ?), et grâce à des modélisations théoriques de relativité générales, on avait pu mettre en évidence la collision de deux trous noirs, objets invisibles et dont une partie du grand public doute vaguement de l'existence ailleurs que dans la tête des physiciens. Cet enchaînement ne pose aucun problème aux physiciens, mais il peut susciter des doutes quand on l'expose au grand public.

Là, tout change : oui, le signal délivré par ces instruments démesurés permet effectivement de détecter quelque chose qui se passe  extrêmement loin de nous, en l'occurrence des étoiles à neutrons qui spiralent l'une vers l'autre puis se collisionnent. La preuve : plusieurs télescopes alertés par LIGO/Virgo ont pu voir l'événement, « voir » au sens de « en recevoir de la lumière ». Oui, avec des instruments de plusieurs kilomètres de long sensible à des déformations oscillantes de l'espace (oui ben c'est comme ça que ça marche), d'amplitude inférieure à la taille d'un atome (sérieux !), on a pu mettre en évidence la collision d'objets très compacts, des étoiles à neutrons que l'on peut observer autrement dans certains cas, des objets encore plus compacts dans d'autres (des trous noirs, du coup).

Quant à l'aspect purement scientifique, non seulement la moisson de résultats est déjà époustanflante, mais ça ne fait très probablement que commencer...

Notes

[1] Si à 50 ans t'as pas placé « ontologique » dans un article, t'as raté ta vie...


15 commentaires pour “La saga des ondes gravitationnelles : mieux croire ce qu’on voit”

  1. Guillaume Blanc Répondre | Permalink

    Bon, il me reste 7 ans et quelques jours, pour réfléchir comment je vais pouvoir le caser quelque part. Déjà, je suis allé voir la définition. Je progresse 🙂
    Guillaume

  2. Julien Blanc Répondre | Permalink

    Et si à 30 ans on a déjà placé "odontologique" dans une conversation, on a réussi sa vie ? Il y a deux lettres en plus quand même 😀
    Sinon, merci pour l'article et le lien, tous deux intéressants 🙂

  3. oliva Répondre | Permalink

    Bonjour Monsieur taillet

    Bon j’en connaît une ,alors qu'elle entend passer au dessus d’elle le train ,doit se demander pourquoi l’herbe qu’elle broute fait rigoler régulièrement ;

    « et dont une partie du grand public doute vaguement de l'existence » quel raccourci rapide .

    Faisons donc une expérience de pensée soit Newton et Einstein qui jouent aux dés . Newton apporte le gobelet et Einstein le dé Ils n’ont donc qu’un seul gobelet et qu’un seul dé .

    ils se repassent dont gobelet et dé . .Einstein a dit à Newton préalablement . "Je veux bien jouer avec toi à condition que l’on sorte à chaque fois un six" . Newton sait que cela ne se peut pas a donc une occasion unique de rigoler .Ok …. Chacun jette le dés et recommencent .Il ne sort que des six …..Pourquoi ?

    Seul un dés a 6 faces de six peut arriver à ce résultat….oui d’accord ….mais alors pourquoi donc Newton rigole t il en ce cas ?

    • Renaud Répondre | Permalink

      Sérieusement on est censé comprendre quelque chose?

        • Richard Taillet | Permalink

          Ben en tout cas, je n'ai pas compris non plus, ni le message dans son ensemble, ni le lien entre la petite histoire et mon affirmation sur la perception que le grand public a de l'existence des trous noirs.

  4. oliva Répondre | Permalink

    Renaud : suite ne vous inquiétez pas si Richard Taillet pense a du trollage il le supprimera ..

  5. oliva Répondre | Permalink

    Vous voyez Renaud ,Richard vous a répondu , comme il est logique ,qu'il n peut y avoir en l'état d'explications complémentaires ..donc

  6. Diziet Sma Répondre | Permalink

    Bonjour Richard Taillet,
    je n'appartient pas à cette " partie du grand public qui doute vaguement de l'existence des trous noirs ailleurs que dans la tête des physiciens",mais plutôt à celle qui était restée assez sceptique quand les premières détections d'ondes gravitationnelles avaient été associées à la coalescence de 2 trous noirs,juste parce que cela collait bien à certains modèles théoriques en RG.
    Rien à voir avec cette fusion d'étoiles à neutrons observée sur tout le spectre EM par une ribambelle d'instruments différents et qui ouvre,comme vous le soulignez,un champ d'investigations sans précèdent pour les astrophysiciens.

  7. Diziet Sma Répondre | Permalink

    Un truc me chiffonne concernant la masse des étoiles à neutrons ; en théorie on connait la limite inférieure de cette masse : 1.44 Masse solaire.
    Hors dans le cas de cette observation,les 2 objets sont décrits avec des masses inférieures à cette limite et il me semble que plusieurs étoiles à neutrons son connues pour "peser" moins d'une masse solaire.
    S'agit-il en fait plutôt de naines blanches ou faudrait-il affiner la théorie ?

  8. oliva Répondre | Permalink

    Tout colle mais je ne comprends pas comment vous pouvez avoir confirmation d' une intensité lumineuse avec un sonomètre ..De ce fait c'est faux

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      L'enchaînement « je ne comprends pas » -> « c'est faux » me semble curieux, pour ne pas dire très prétentieux ! 😉

      Sinon pour prendre un exemple de la vie de tous les jours, n'est-ce pas ce qui se passe à chaque fois que vous voyez un éclair puis entendez le tonnerre ?

  9. oliva Répondre | Permalink

    "Sinon pour prendre un exemple de la vie de tous les jours, n'est-ce pas ce qui se passe à chaque fois que vous voyez un éclair puis entendez le tonnerre ?"
    quatre cas de figure peuvent se produire : 1 j'ai une très mauvaise vue , je ne vois pas l'eclair mais entends le bruit 2 j'ai une très mauvaise audition mais j'ai une bonne vue je vois l'éclair
    3 c'est la nuit j'ai un bon sommeil je ne vois ni n'entends rien
    4 je suis tout a fait réveillé je vois l'éclair et entend le bruit mais les deux phénomènes après réflexion sur les 3 points précédents ont ils quelque chose en commun ? "'enchaînement « je ne comprends pas » -> « c'est faux » me semble curieux, pour ne pas dire très prétentieux ! " lorsque je vais aux champignons que j'utilise la boussole en laquelle j'ai toute confiance je serais prétentieux de la délaisser pour suivre les indications des paysans du coin qui m'ont dit "n'hésitez pas c'est la-bas".Certes alors je pourrais me servir du GPS mais ce n'est pas le cas

  10. Pierre F Répondre | Permalink

    Je crois être un peu dans le même état d'esprit que Diziet.

    Lors de ces premières détections, certaines informations données, peut-être trop "grand public" (je n'ai malheureusement plus les sources auxquels je pense), m'ont paru un peu rapides, ou peut-être trop incomplètes.

    Si j'ai bien compris, avant la détection, a été réalisé des centaines (milliers ?) de gabarits de formes de signaux, en simulant toute sorte de combinaisons de paramètres, parmi lesquels les masses des deux objets.
    Et le signal détecté colle tellement bien au signal attendu, qu'il ne peut s'agir d'autre chose que de la coalescence de deux trous noirs d'environ trente masses solaires.
    Mais n'y avait-il pas trop de gabarits pour que le fait que sa forme colle parfaitement à l'un d'eux ne soit une preuve absolument irréfutable ?
    N'y-a-t-il réellement aucune autre combinaison de paramètres, non simulé, qui aurait pu donner une forme de signal collant tout aussi parfaitement au signal observé ?

    Je crois également avoir entendu dire que la durée qui séparait les deux détections sur les deux sites de Ligo avait permis de confirmer que ces ondes se déplaçaient à la vitesse de la lumière.
    Mais cette durée aurait également permis de restreindre la partie d'Univers où a eu lieu la coalescence.
    Si j'arrive à imaginer que cette durée puisse donner l'une ou l'autre de ces informations, je ne vois pas comment elle peut donner les deux.

    Lors de cette première annonce il y a deux ans, beaucoup de questions de cet ordre m'ont laissé un peu dubitatif.

    Mais peut-être le problème est-il plus dans la diffusion de l'information au grand public, sur un sujet complexe, qui doit être simplifié ... peut-être trop simplifié.

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      Merci pour votre message, et vos deux questions hyper pertinentes qui me permettent de préciser !

      Pour la première, le nombre de gabarits n'était pas si grand que tout pouvait passer, non, c'est un élément de preuve très fort que le signal attendu colle à l'un de ces gabarits. Et comme je le mentionne dans ce billet, maintenant que l'utilisation de ces gabarits a donné lieu à une confirmation "visuelle", il devient vraiment difficile de douter de leur validité dans les cas précédents.

      Pour votre deuxième question vous avez tout à fait raison. D'une part, si on suppose que les ondes gravitationnelles se déplacent à la vitesse de la lumière, on peut préciser la région du ciel dans laquelle se trouve l'événement. D'autre part, une fois localisé l'événement dans le ciel (via le signal électromagnétique), on peut calculer la vitesse de l'onde en fonction du délai entre les signaux qui atteignent plusieurs détecteurs.

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