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La gravitation 100 ans plus tard — Lever le voile sur l’univers

Article de Luis Lehner sur l’astronomie des ondes gravitationnelles

Même si la relativité générale a 100 ans cette année, l’ère de la gravitation ne fait que commencer.

Nous approfondissons la théorie de la gravitation pour expliquer certains des événements les plus mystérieux et puissants de l’univers tels que les trous noirs, les quasars et les jets galactiques.

D’une certaine manière, nous faisons la même chose que Newton avec sa pomme. Newton est célèbre pour avoir élaboré une théorie expliquant la chute d’une pomme, mais cela seul n’aurait eu que peu d’intérêt. Ce n’est que lorsqu’il a approfondi sa théorie pour expliquer les orbites des planètes que la théorie de la gravitation universelle est née.

Il nous faut de la même manière approfondir la théorie de la relativité générale, qui a d’abord porté sur des objets gravitationnels ordinaires comme une pomme, la Terre ou le Soleil. Cette théorie a très bien réussi à prédire la déviation de la lumière ou l’orbite des planètes. Même des événements relativement extrêmes comme la rotation de 2 pulsars l’un autour de l’autre à de grandes distances sont dans sa zone de confort. Mais nous devons maintenant mettre la relativité générale à l’épreuve comme une théorie de la gravité forte. Nous devons voir ce qui se passe quand ces 2 pulsars entrent en collision.

Nous avons accompli des progrès théoriques dans la compréhension d’événements de gravité forte comme la collision de pulsars et de trous noirs. À l’aide de la relativité générale, nous prédisons que de tels événements produiront de grandes ondulations de l’espace-temps lui-même, que nous pouvons capter sous forme d’ondes gravitationnelles.

Nous sommes à la veille de pouvoir observer ces ondes pour la première fois. De nouveaux détecteurs — LIGO et VIRGO — commencent à fonctionner. Nous sommes à l’aube de l’astronomie gravitationnelle. Nous sommes comme Galilée au moment où il a pointé pour la première fois une lunette vers le ciel.

Qu’est-ce que nous verrons en premier? La collision de 2 trous noirs? La chute d’une étoile à neutrons dans un trou noir? Nous pourrons sonder la gravité directement là où la relativité générale prédit les choses les plus radicales. Cela pourrait nous révéler des lacunes de la théorie et là où elles se situent.

Mais si nous observons exactement ce à quoi nous nous attendons, nous verrons le ciel avec tout un ensemble de nouveaux outils. Nous expliquerons mieux l’astrophysique d’événements énigmatiques comme les bouffées de rayons gamma ou les jets galactiques. Nous pourrions avoir des indices sur la matière sombre ou l’énergie sombre, qui dominent notre univers, mais dont nous ne savons presque rien. Nous pourrions peut-être même être capables de poser des questions sur des dimensions et forces supplémentaires.

Nous ne savons pas vraiment ce que nous pourrons voir. Mais nous savons que nous sommes à la veille de lever le voile sur l’univers gravitationnel.

– Luis Lehner, professeur à l’Institut Périmètre, se spécialise en gravité forte.

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