LIGO/Aurore Simonnet/Sonoma State University Après 100 ans de recherche, une équipe internationale de physiciens a confirmé l'existence de la ondes gravitationnelles , marquant l'une des plus grandes découvertes astrophysiques du siècle dernier. C'est énorme, car non seulement cela améliore notre compréhension du fonctionnement de l'Univers, mais cela ouvre également une toute nouvelle façon de l'étudier.
La onde gravitationnelle Le signal a été détecté par des physiciens au LIGO le 14 septembre de l'année dernière, et l'annonce historique a été faite lors d'une conférence de presse ce matin. Les experts disent déjà que la découverte est unshoo-in pour un prix Nobel
Les ondes gravitationnelles sont si excitantes parce qu'elles étaient la dernière prédiction majeure d'Einstein théorie générale de la relativité cela devait être confirmé, et les découvrir nous aidera à comprendre comment l'Univers est façonné par la masse.
'Les ondes gravitationnelles s'apparentent aux ondes sonores qui traversent l'espace à la vitesse de la lumière', a déclaré le chercheur gravitationnel David Blair , de l'Université d'Australie-Occidentale. « Jusqu'à présent, l'humanité a été sourde à l'univers. Du coup on sait écouter. L'Univers a parlé et nous avons compris.
Qu'est-ce que cela signifie pour nous? Pensez à toutes les percées qui ont été réalisées grâce à la découverte des rayons X et des ondes radio - maintenant que nous pouvons détecter les ondes gravitationnelles, nous allons avoir une toute nouvelle façon de voir et d'étudier l'Univers.
Mais revenons un instant en arrière et expliquons ce que sont réellement les ondes gravitationnelles. Selon la théorie d'Einstein, le tissu de l'espace-temps peut être courbé par n'importe quoi de massif dans l'Univers. Lorsque des événements cataclysmiques se produisent, comme trous noirs fusionnant ou explosant d'étoiles, ces courbes peuvent se propager ailleurs sous forme d'ondes gravitationnelles, comme si quelqu'un avait laissé tomber une pierre dans un étang.
Au moment où ces ondulations nous parviennent sur Terre, elles sont minuscule (environ un milliardième du diamètre d'un atome), c'est pourquoi les scientifiques ont lutté pendant tant d'années pour les trouver.
Mais grâce à LIGO - l'observatoire d'ondes gravitationnelles à interféromètre laser - nous avons enfin pu les détecter. Le laboratoire LIGO fonctionne en faisant rebondir des lasers dans deux tuyaux de 4 km de long, permettant aux physiciens de mesurer des changements incroyablement petits dans l'espace-temps.
Un 14 septembre 2015, ils ont remarqué un changement relativement important dans leur laboratoire de Livingston en Louisiane, ce que vous appelleriez une anomalie dans le système. Puis, 7 millisecondes plus tard, ils ont détecté le même bip avec leur laboratoire à Hanford, Washington, à 4 000 km, suggérant qu'il avait été causé par une onde gravitationnelle traversant la Terre.
Dans les mois qui ont suivi, les chercheurs ont étudié rigoureusement ce signal pour voir s'il aurait pu être causé par autre chose. Mais la conclusion accablante est que le blip a été causé par des ondes gravitationnelles - la découverte a une signification statistique de 5,1 sigma, ce qui signifie qu'il n'y a qu'une chance sur 6 millions que le résultat soit un coup de chance.
En fait, le signal correspond presque parfaitement à ce à quoi les scientifiques ont prédit que les ondes gravitationnelles ressembleraient, sur la base de la théorie d'Einstein.Vous pouvez voir le signal ci-dessous, avec les prédictions superposées :
LIEN
Alors d'où vient cette onde gravitationnelle ? Les physiciens ont pu retracer le signal jusqu'à la fusion de deux trous noirs il y a environ 1,3 milliard d'années.
Cet événement - qui en soi est un gros problème, vu que personne n'avait jamais repéré un binaire trou noir fusion avant - était si massive qu'elle a considérablement déformé le tissu de l'espace-temps, créant des ondulations qui se sont propagées à travers l'Univers… nous atteignant finalement l'année dernière.
'La découverte de cette onde gravitationnelle suggère que la fusion des trous noirs est plus lourde et plus nombreuse que de nombreux chercheurs ne le pensaient auparavant', a déclaré Eric Thrane, chercheur au LIGO , de l'Université Monash en Australie. 'C'est de bon augure pour la détection de grandes populations de trous noirs distants… Il sera intéressant de voir quelles autres sources d'ondes gravitationnelles existent, attendant d'être découvertes.
Mais ce n'est que le début de ce que les ondes gravitationnelles peuvent nous apprendre - plusieurs autres observatoires et détecteurs d'ondes gravitationnelles devraient être mis en ligne dans les cinq prochaines années, et ils nous permettront de détecter plus précisément le rayonnement gravitationnel.
Tout comme nous pouvons actuellement écouter les ondes radio pour savoir ce qui s'est passé dans l'histoire de notre Univers, nous avons maintenant la possibilité de faire de même avec les ondes gravitationnelles. Et ce qui est le plus excitant, c'est que nous ne pouvons même pas commencer à prédire pour l'instant ce que cela pourrait mener.
La recherche a été Publié dans Lettres d'examen physique .
Vous pouvez voir les mises à jour en direct de la conférence de presse ci-dessous :
10h HE : Bon, le compte à rebours est officiellement lancé ! Il reste une demi-heure avant le coup d'envoi de la conférence de presse, et 15 minutes avant d'y avoir accès. Il est 2h du matin ici à Sydney, alors excusez-moi d'avance pour toute faute de frappe lors de cette diffusion en direct - ne laissez jamais un mauvais fuseau horaire entraver la physique !
10h04 HE : Pendant que nous attendons,en savoir plussur ce que disent les rumeurs va être annoncé aujourd'hui - ce qui est la première preuve claire et sans ambiguïté que les ondes gravitationnelles existent (quelque chose qu'Einstein avait prédit il y a 100 ans). Vous pouvez également regarder cet entretien avec le physicien Lawrence Krauss, qui a lancé les rumeurs.
10h14 HE : On y va, les gars. La physique telle que nous la connaissons pourrait être sur le point de changer pour toujours…
10h23 HE : Distrayons-nous tous du jeu de l'attente enregarder ce résumé musicalde la dernière recherche infructueuse d'ondes gravitationnelles, sur l'air de 'The Circle of Life'. Espérons que nous aurons de meilleures nouvelles cette fois-ci !
10.31am ET: France Córdova, directrice de la National Science Foundation, nous souhaite la bienvenue.
10h35 HE : « Mesdames et messieurs, nous avons détecté des ondes gravitationnelles. Nous l'avons fait!' EEEEEK !!!!!!! C'est ça les gars !!! Je pleure en fait.
10h36 HE : Ce signal a été observé le 14 septembre de l'année dernière, et c'est le résultat de deux trous noirs qui sont entrés en collision et ont fusionné il y a environ 1,3 milliard d'années.
10h36 HE : Plus de détails arrivent rapidement, mais pour l'instant soyons clairs - des ondes gravitationnelles ont été détectées, et elles sont sur le point d'ouvrir une fenêtre sur l'Univers que nous n'avions jamais eue auparavant. Cela changera également notre compréhension du fonctionnement de l'Univers. Et cela donne ENFIN raison à Einstein !
10h37 HE : Nous regardons une vidéo des deux trous noirs en spirale l'un autour de l'autre et finissant par fusionner, déclenchant les ondes gravitationnelles. C'est la première fois qu'une fusion de trous noirs binaires est observée.
10.38am ET: Les trous noirs avaient environ 30 fois la masse du Soleil et accéléraient à la moitié de la vitesse de la lumière lorsqu'ils se sont percutés, juste pour vous donner une idée de l'ampleur de la collision !
10h39 HE : OK maintenant, nous voyons une simulation des ondes gravitationnelles provenant de la fusion des trous noirs, puis se propageant vers la Terre où elles font très, très progressivement bouger la Terre comme de la gelée.
10.40am ET: Ne paniquez pas, la Terre ne se tortille pas de manière évidente. Nous parlons de minuscules, minuscules changements que seul LIGO pourrait capter. «Nous essayons de mesurer des choses d'un millième du diamètre d'un proton», a déclaré David Reitze, directeur exécutif du LIGO.
10h41 HE : Reitze le compare à essayer de mesurer la distance entre le Soleil et son étoile la plus proche - LIGO est capable de mesurer cela au niveau d'environ la largeur d'un cheveu humain. Impressionant!
10h42 HE : 'C'était un moonshot scientifique… et nous l'avons fait, nous avons atterri sur la lune .' OUI!
10h43 HE : OK, maintenant nous obtenons plus d'informations de la porte-parole de LIGO, Gabriela González, sur la découverte elle-même. Nous vous fournirons également plus d'informations sur ce que tout cela signifie sous peu.
10.44am ET: L'équipe LIGO a pu mesurer la minuscule onde gravitationnelle en utilisant deux laboratoires en même temps - un à Livingston, en Louisiane, et un à Hanford, Washington. Les ondes sont si petites que si vous ne voyiez la minuscule distorsion que dans un seul laboratoire, vous ne pourriez pas croire qu'elles étaient réelles, explique González.
10h45 HE : Alors, voici le pistolet fumant. Ce sont les signaux captés, d'abord par le laboratoire de Livingston et, 7 millisecondes plus tard, par Hanford en septembre 2015.
Les changements qu'ils ont repérés ne représentaient qu'une très petite partie du diamètre d'un proton, mais ce qui est étonnant, c'est qu'ils correspondent à peu près EXACTEMENT aux prédictions faites par les scientifiques sur ce à quoi auraient ressemblé les ondes gravitationnelles (superposées ci-dessous).
10h46 HE : L'unité de mesure ici est la contrainte - ce qui signifie une contrainte dans l'espace-temps, ce qui est assez incroyable à penser en soi.
10.47am ET: Les ondes gravitationnelles que nous avons repérées sont apparues à plus d'un milliard d'années-lumière, 'lorsque la vie multicellulaire ici sur Terre commençait tout juste à se répandre', comme l'explique González.
10h50 HE : OK, waouh. Maintenant, ils nous jouent le son réel produit par l'onde gravitationnelle ! C'est incroyable. Nous ÉCOUTONS LES ONDES GRAVITATIONNELLES. C'est quoi cette vie ?!
10h50 HE : Avec la mise en ligne de nouveaux observatoires l'année prochaine, nous pourrons mieux cartographier et suivre d'où proviennent les ondes gravitationnelles.
10h51 HE : «Ce n'est que le début, nous avons découvert des ondes gravitationnelles issues de la fusion de trous noirs. La route a été très longue, mais ce n'est que le début. C'est le premier d'une longue série à venir… maintenant que nous savons qu'il existe des trous noirs binaires, nous allons commencer à écouter l'Univers.
10h56 HE : Le physicien Rainer Weiss nous donne plus de détails sur la découverte et la sensibilité du laboratoire LIGO. C'est absolument époustouflant que LIGO ait pu capter de si petits changements avec une précision aussi incroyable.
10h57 HE : Alors, comment fonctionne LIGO ? Fondamentalement, les physiciens envoient la lumière des lasers dans deux tuyaux en forme de L, et cette lumière est réfléchie d'avant en arrière par un ensemble de miroirs. Toute petite ondulation dans l'espace-temps entraînera de légers changements de synchronisation dans cette lumière laser, et les détecteurs LIGO sont capables de capter cela.
10h59 HE : Ooooh Weiss s'intéresse aux physiciens théoriciens. Brûler!
11h01 HE : Oh mec, c'est merveilleux de voir tous les scientifiques impliqués s'embrasser et applaudir. C'est une journée tellement énorme, et cela a impliqué tellement de travail acharné de la part de tant de chercheurs.
11h04 HE : La détection des ondes gravitationnelles sera publiée aujourd'hui dans Lettres d'examen physique, avec d'autres papiers à venir.
11h06 HE : OK maintenant, nous voyons une simulation de la façon dont les ondes gravitationnelles proviennent réellement de la fusion de deux trous noirs. La puissance totale émise par les ondes gravitationnelles lors de la brève collision de ces trous noirs était 50 fois supérieure à toute la puissance émise par toutes les étoiles de l'Univers réunies. Waouh.
11.07am ET: Parce que la collision a été si courte, l'énergie libérée n'était pas si importante, juste l'équivalent de prendre trois soleils et de les anéantir, NBD.
11.07am ET: Nous allons maintenant pouvoir essayer de détecter les ondes gravitationnelles de tout un tas d'autres événements astronomiques. 'LIGO a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers', déclare Kip Thorne, co-fondateur de LIGO.
11.08am ET: Ce qui est vraiment excitant à ce sujet, c'est que cela nous donne une toute nouvelle façon de voir l'Univers - tout comme la découverte des ondes radio. 'Je pense que nous pouvons être assez sûrs que nous verrons de grandes surprises - peut-être même de plus grandes surprises à travers la fenêtre des ondes gravitationnelles qu'à travers les fenêtres radio et rayons X', a déclaré Thorne.
11h10 HE : 'Wow, Einstein serait rayonnant en ce moment, n'est-ce pas ?' OUI, Córdova, il le ferait !
11h13 HE : D'accord, pendant que nous faisons les remerciements officiels, nous allons nous plonger dans le document qui vient d'être publié pour vous donner plus de détails ci-dessus.
11h15 HE : C'est l'heure des questions !
11.16am ET: Les chercheurs ont-ils pensé que le résultat était trop beau pour être vrai ? Absolument. C'est pourquoi il leur a fallu si longtemps pour faire l'annonce après la découverte du signal en septembre.
11h22 HE : Bonne question : nous attendons-nous à voir beaucoup plus d'ondes gravitationnelles, ou avons-nous eu de la chance et repéré un événement qui ne se produit qu'une fois par décennie ? Réponse courte : Oui ! Les physiciens devraient pouvoir voir quelques signaux de plus cette année, et ils vont pouvoir augmenter la sensibilité des interféromètres pour, espérons-le, obtenir plus de lectures.
11h29 HE : Quelques bonnes questions sur ce qui se passe ensuite. Un développement passionnant est le lancement de LISA - le projet d'antenne spatiale d'interféromètre laser - qui est un observatoire d'ondes gravitationnelles basé dans l'espace. C'est important, car LISA pourra écouter les signaux d'ondes gravitationnelles sans aucun bruit de fond de la Terre.
11h30 HE : Apparemment, environ 90 000 d'entre nous regardent ce flux en direct. Putain ouais, la science !
11.31am ET: Autre fait amusant, Kip Thorne était consultant scientifique sur Interstellaire . Alors qui est excité pour Interstellaire 2 ?
11h32 HE : Nous survolons beaucoup de questions ici parce qu'il y a beaucoup de détails partagés. Mais le message écrasant que vous devez savoir est que ce n'est que le début. Les interféromètres vont devenir plus sensibles et vont pouvoir capter des fréquences plus basses, ce qui signifie que nous pourrons mieux comprendre ces ondes gravitationnelles à l'avenir.
11h33 HE : Belle question : qu'est-ce que cela signifie pour nous ici sur Terre ? Cela nous amène-t-il plus loin dans la science du voyage dans le temps ? «Cela nous apporte une compréhension beaucoup plus profonde du comportement de l'espace-temps lorsqu'il est extrêmement déformé», déclare Thorne. «Je ne pense pas que cela nous rapprochera de la possibilité de voyager dans le temps. Je le souhaite, mais c'est une direction différente. Merde, désolé les gars.
11h37 HE : D'accord, le webcast se termine maintenant. Avec toutes les mises à jour, nous n'avons pas eu la chance de vous dire à quel point nous sommes bouleversés, heureux et excités par cette nouvelle. La science est toujours géniale, mais c'est l'une des choses les plus importantes qui se soient produites depuis le lancement d'Energyeffic il y a huit ans, et écrire ceci maintenant est tout simplement époustouflant (et ce n'est pas seulement la conversation tôt le matin). Merci à tous d'avoir regardé et d'être excité avec nous. Nous ne pourrions pas le faire sans vous.
La conférence de presse diffusée en direct ici :