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Des trous noirs pour tester la relativité générale

Des chercheurs de l’Institut Périmètre utilisent des mesures effectuées à l’aide du télescope EHT pour mettre à l’épreuve la théorie d’Einstein avec le trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée.

La meilleure façon de savoir si la théorie de la gravitation d’Einstein a des failles, c’est d’examiner attentivement les régions où la gravité est la plus extrême : les trous noirs.

Heureusement, le télescope EHT (Event Horizon Telescope – télescope horizon des événements), réseau mondial de radiotélescopes, possède une sensibilité et une résolution extraordinaires qui permettent de faire un tel examen.

Une équipe de chercheurs dirigée par Tim Johannsen et Avery Broderick, de l’Institut Périmètre, a proposé une nouvelle manière d’utiliser des observations de Sagittaire A*, le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie, pour déterminer si les prédictions de la relativité générale se réalisent ou non.

Tester la relativité générale à l’aide de trous noirs

La clé de leurs travaux publiés récemment dans Physical Review Letters est une « ombre » du trou noir révélatrice. Elle se détache en silhouette sur fond du matériau brillant surchauffé qui tombe au-delà de l’horizon des événements. Si les prédictions de la relativité générale sont justes, cette ombre devrait avoir une forme presque parfaitement circulaire.

Mais si Einstein s’est trompé et que la théorie de la relativité générale est erronée, l’ombre en question pourrait avoir une forme irrégulière. « Ce serait une preuve flagrante d’une violation de la relativité générale », a déclaré M. Johannsen, postdoctorant à l’Institut Périmètre et à l’Université de Waterloo. « C’est donc cette ombre que nous étudions ici. » [traduction]

En examinant près de 7 années d’observations effectuées à l’aide du télescope EHT, les chercheurs ont constaté que la théorie de la relativité générale tient très bien le coup. « Nous avons pu imposer de strictes contraintes sur des différences potentielles par rapport à la relativité générale » [traduction], a dit Tim Johannsen.

Avery Broderick, professeur associé à l’Institut Périmètre et à l’Université de Waterloo, a déclaré que les chercheurs s’attendent à poursuivre ces travaux avec encore plus de précision, alors que le réseau EHT s’enrichira d’autres télescopes au cours de la prochaine année.

« Ces travaux signifient que l’ère de la gravité forte de haute précision vient de commencer » [traduction], a-t-il déclaré.

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