La détection d'ondes gravitationnelle, un des derniers Graal de la physique

Plus que le boson de Higgs, la détection d'ondes gravitationnelles qui pourrait être annoncée jeudi par des équipes scientifiques internationales, est considérée comme un des derniers Graal de la physique en ouvrant une nouvelle fenêtre sur l'univers et ses phénomènes les plus violents.

L'observation de ces ondes, dont Albert Einstein a prédit l'existence dans sa théorie de la relativité générale en 1915, doit faire l'objet d'une présentation jeudi à Washington pour, selon un communiqué de la Fondation américaine des sciences (NSF), faire un point sur ces recherches.
Des scientifiques du Caltech (California Institute of Technology), du MIT et du Ligo (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) qui travaillent sur la détection de ces ondes depuis une quinzaine d'années y participeront. Des conférences sont également prévues simultanément au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) à Paris, et à Londres.
L'annonce de cette présentation jeudi intervient alors que des rumeurs circulent depuis plusieurs semaines dans la communauté scientifique selon lesquelles les équipes du Ligo auraient réussi à détecter ces ondes directement pour la première fois.
Les ondes gravitationnelles sont produites par de légères perturbations subies par la trame de l'espace-temps sous l'effet du déplacement d'un objet de grande masse, comme des trous noirs ou des étoiles à neutron.
Cette théorie avancée par Einstein pourrait s'apparenter aux ronds qui se forment dans l'eau quand on y jette un caillou, ou à la déformation d'un filet dans lequel on pose un poids, le filet étant l'espace-temps.
Selon ces rumeurs, c'est en observant la collision de deux trous noirs et leur fusion que cette détection aurait été faite. Le magazine en ligne de la revue américaine Science cite notamment Clifford Burgess, un physicien de l'Université McMaster à Hamilton au Canada et également membre du Perimeter Institute for Theoretical Physics, qui a jugé la rumeur crédible même s'il n'a pas eu accès aux documents du Ligo.
La possibilité d'observer les ondes gravitationnelles, qui sont très faibles à une échelle microscopique, ouvrirait une nouvelle fenêtre sur des phénomènes astronomiques encore mystérieux, comme l'effondrement gravitationnel d'étoiles massives, la fusion de deux étoiles à neutrons ainsi que sur les phénomènes associés aux trous noirs qui se trouvent souvent au centre des galaxies.
"La gravité est la principale force de l'Univers" et ses effets sur l'espace temps produisent des ondes gravitationnelles qui se diffusent partout dans le cosmos", explique à l'AFP Tuck Stebbins, le chef du laboratoire d'Astrophysique gravitationnelle à la Nasa.
- Période révolutionnaire -
"Si on pouvait détecter ces ondes il serait alors possible de remonter à la première milliseconde du Big Bang", estime-t-il, jugeant "qu'il n'y a pas d'autres moyens pour l'humanité de voir les origines de l'univers".
Selon cet astrophysicien, "on se trouve actuellement au seuil d'une période révolutionnaire dans notre compréhension de l'univers", car la capacité de détecter ces ondes permettrait d'accéder à une nouvelle dimension d'observation qui aujourd'hui se limite à la détection de la lumière émise par les différents corps célestes.
Catherine Nary Man, une des responsables de l'Observatoire de la Côte d'Azur, en France, explique que la détection de ces ondes va permettre de sonder l'intérieur des étoiles et de peut-être résoudre le mystère des rayons gamma, qui comptent parmi les plus puissantes explosions dans l'univers et dont l'origine reste mystérieuse.
"Maintenant on n'observe plus l'univers avec des télescopes dans l'ultraviolet ou la lumière visible mais on écoute les bruits produits par les effets de la gravitation des corps célestes sur la fabrique de l'espace-temps, qui peuvent venir du coeur des étoiles ou de trou-noirs", dit-elle à l'AFP.
"Et comme l'étoile ou le trou noir n'arrêtent pas ces ondes qui se déplacent à la vitesse de la lumière, elles viennent jusqu'à nous et on pourra alors fabriquer des modèles pour les distinguer et les détecter", prédit-elle.
Une preuve indirecte de l'existence des ondes gravitationnelles avait été produite par la découverte en 1974 d'un pulsar et d'une étoile à neutron, par Russel Hulse et Joseph Taylor, ce qui leur a valu le prix Nobel de physique en 1993.
Le Ligo est composé de deux détecteurs identiques d'ondes gravitationnelles de plusieurs kilomètres de long, équipés d'interféromètres. Un de ces détecteurs est à Livingston en Louisiane et le second à Hanford dans l'Etat de Washington (Nord-ouest).
L'équipe de scientifiques du Ligo travaille en étroite collaboration avec celle du détecteur franco-italien Virgo situé près de Pise, en Italie.

Par Jean-Louis SANTINI - © 2016 AFP

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