11/02/2016 : Des astrophysiciens (NSF) annoncent que des Ondes Gravitationnelles (1) ont été vraiment détectées, 100 ans après leur prévision. Voir la vidéo très vivante d’un chercheur, et « À la poursuite des ondes gravitationnelles » chez Dunod, de Pierre Binétruy.

Alexandre  KRASNOV

« LA CREATION DU MONDE » selon Alexandre  KRASNOV,
ici avec son épouse, le 26/06/10  au
MAS DE L’ILLE, au Barcarès

ECLIPSE DE LUNE

CHERCHEUR D’ETOILES

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01/03 : L’Équipe
du
satellite
 
Lisa Pathfinder

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ONDES GRAVITATIONNELLES  -  -  Ci-dessous, un petit résumé d’amateur ! :
-  Ces Ondes Gravitationnelles-ci, qu’on peut appeler aussi vagues de la gravité, ont été produites à la fin de la collision-fusion (la coalescence) de 2 gigantesques trous noirs (de 29 et 36 MS (3) venant d’étoiles, 100 fois + grandes que notre Soleil, dans une galaxie située à 1,3 milliard d'AL (2) de la Voie lactée. Pendant la fraction d’une seconde finale, les deux trous noirs se heurtèrent presque à la moitié de la vitesse de la lumière et formèrent un unique trou noir plus massif, convertissant une partie (équivalant à 3 MS) des 2 trous noirs en énergie. Cette énergie est alors émise sous forme de vagues de la gravité, comme l’avait prédit Einstein en 1916, qui vont à la vitesse de la lumière déformer le tissu de l’espace-temps dans l’univers, et diffuser avec elles des informations sur leurs origines, selon leur ondulation, leur amplitude et leur fréquence. Basse fréquence pour celles venant de trous noirs super massifs de milliards de MS, et haute fréquence pour des collisions plus ordinaires d’étoiles à neutrons et de trous noirs de moins de 100 MS.
-  Les hautes fréquences sont détectables, sur Terre, malgré les ondes sismiques, comme on vient de le constater.
Mais pour les basses fréquences, il sera plus efficace d’utiliser les futurs interféromètres spatiaux. Et, c’est tout le projet eLisa, en 2034 peut-être ?  Il  comprendra 3 satellites, formant un triangle équilatéral d'un million de km de côté et échangeant entre eux des faisceaux laser, pour pouvoir détecter une variation de distance entre eux qui trahirait le passage d’une Onde Gravitationnelle.
En préparation, l’ESA a lancé en 12/2015, vers le point Lagrange à 1,5 million de km, le satellite démonstrateur Lisa Pathfinder 
pour vérifier qu’on peut maintenir 2 masses immobiles l’une par rapport à l’autre, à seulement 38 cm de distance, avec une précision de moins de 0,01 nanomètre. (1 milliard de
nanomètres dans 1 mètre). Le 22/02, « la chute libre la plus précise jamais obtenue en espace »
-  Ce
11/02/2016 donc, cette détection des Ondes Gravitationnelles a été observée  ‘physiquement’ par le système interférométrique terrestre LIGO. Il est animé par le Caltech  (l’Institut de Technologie de la Californie) et par le MIT (Massachusetts Institute of technology). LIGO se compose de 2 interféromètres largement séparés (3000 km) pour pouvoir déterminer la direction de l'événement à l’origine des vagues de la gravité, et pour vérifier que les signaux viennent de l'espace et non d'un phénomène local. Ces interféromètres sont : Hanford, à Washington et Livingston, en Louisiane, actionnés à l'unisson pour une bonne détection. Ce LIGO est le résultat de plusieurs décennies de recherche par des milliers de scientifiques et d’ingénieurs pour arriver à améliorer la sensibilité des détecteurs. de 0.0001 à 0.1 hertz (1 hertz = 1 oscillation de l’onde par sec.)
- Ces interféromètres avaient le 14/09/2015
, à 11h51, heure de Paris, reçu un signal, qu’il fallait bien sûr, analyser et vérifier..
Et déjà,
en 1974, 2 astronomes travaillant à l'observatoire par radio d'Arecibo au Porto Rico avaient pu vérifier la justesse des prévisions audacieuses d’Einstein. Ils reçurent le prix Nobel de physique en 1993.
- D’autres systèmes LIGO existent ou se préparent : Le franco-italien VIRGO à Cascina, le GEO 600 m à Hanovre en Allemagne, le KAGRA, 3 km, en 2018, au Japon et le LIGO-India en Inde, le AIGO en Australie. (La Chine s’y intéresse aussi avec le Tianqin)
-  Vous savez sans doute déjà que l’interféromètre de type LIGO est en forme de L, avec les miroirs aux extrémités des bras de 4 km pour réfléchir la lumière afin de combiner les faisceaux lumineux et créer un modèle d'interférence, capable de mesurer une distance de 10^19 m, plus petit qu’un proton !  Des miroirs supplémentaires, les « cavités de Fabry Perot » augmentent la distance parcourue à 1600 km ! Les très petites vibrations deviennent mesurables comme des clignotements, signatures des vagues de la gravité. ‘Advanced Ligo’ est le LIGO nouvelle génération, dont la sensibilité a été augmentée. Une 2è augmentation est prévue en 2016.
- L’installation séismique isole LIGO des vibrations environnementales détectées par des sondes reliées à un ordinateur qui commande des contre-mouvements pour les éliminer. De plus les miroirs de 40 kg sont suspendus à des pendules de 4 étages. Le vide le plus pur dans les tubes de LIGO est entretenu en permanence pour ne pas perturber la pureté du faisceau laser. Les données obtenues par ordinateurs sont stockées et traitées par une vaste infrastructure de calcul. LIGO est en relation (triangulation) avec ses jumeaux : Hanford et Livingston donc.
-  01/01/18  -  2017, Une année faste avec l’odyssée de Cassini, les 7 planètes de Trappist-1 ou même Oumuamua (Science). Le prix Nobel de  physique 2017 a reconnu lui l’importance de la détection des ondes gravitationnelles produites par la collision de deux étoiles à neutrons. Cette détection associée à celle des ondes émises par la fusion de deux trous noirs. Et, la médaille d'or du CNRS a reconnu Alain Brillet, architecte du détecteur Virgo qui a détecté le 17/08/2017 la fusion de 2 étoiles à neutrons, grâce aux miroirs ultra sensibles et ultra précis qu’il avait réussi à faire fabriquer. Thibault Damour, a aussi été reconnu comme le physicien théoricien qui a permis d’interpréter le signal de la collision des trous noirs (VIDEO). (Petit résumé :) 
-  Pour l’astronomie
du futur la découverte est importante de ces nouvelles ondes gravitationnelles provoquées par la fusion d’étoiles à neutrons, ces astres extrêmement denses, résidus de l’effondrement du cœur d’étoiles supergéantes. Le signal a duré une centaine de secondes, contre une fraction de seconde dans le cas des trous noirs. Et cette fois, les astronomes les ont vues (Science) ces ondes à toutes les longueurs d’onde de lumière, depuis les rayonnements gamma jusqu’aux ondes radio. La détection, rappelons-le, s’est produite dans une galaxie lointaine située à 130 millions d’AL, il y a 130 millions d’années. À mesure que ces deux étoiles tournaient  l’une autour de l’autre, des ondes gravitationnelles se sont créées pour ensuite balayer l’Univers. Leur collision finale aura finalement produit deux jets intenses et étroits de rayonnement électromagnétique. Grâce à cette nouvelle détection, les astronomes qui travaillent avec le rayonnement électromagnétique savent maintenant ce qu’il faut rechercher: un rayon gamma extracourt suivi d’émissions radio retardées.
-  Ce n’est pas tout : A la recherche de la nature de l’énergie noire, cette force mystérieuse qui permet l’expansion accélérée de l’Univers, les astronomes ont besoin pour mesurer son effet de calculer la vitesse à laquelle l’Univers se développe. Les fusions d’étoiles de neutrons, observées à la fois par les ondes gravitationnelles et la lumière, pourraient ici résoudre le problème. Les ondes gravitationnelles éliminent en effet le défi qui consiste à calculer la distance, car l’amplitude de l’onde code exactement la distance à laquelle se trouvait sa source.
-  Par ailleurs, l’observation de cette fusion permet de confirmer l’origine des
métaux lourds dans l’univers : les “signatures” de plusieurs de ces éléments ont pu être détectées. « D’énormes quantités d’or, de platine, d’uranium et d’autres éléments lourds ont été créées par la collision de ces corps célestes compacts et envoyées dans l’univers, révélant le mystère de la formation de l’or qu’on utilise pour les bijoux »
-  Nous ne sommes encore qu'au début de l'astronomie des ondes gravitationnelles et, pour progresser, les chercheurs doivent encore raffiner les modèles des sources de ces ondes pour exploiter les signaux que des détecteurs comme Ligo, VirgoKagra et,  à l'horizon 2030, eLisa vont recevoir. Ces ondes, bien qu'entrevues par le physicien et mathématicien français Henri Poincaré avec la découverte de la théorie de la relativité restreinte, ne sont véritablement et correctement décrites que depuis la découverte de la théorie de la relativité générale par Albert Einstein, qui fit la prédiction de leur existence dès 1916.
-  Chronologiquement, ces ondes ont commencé à être observées directement le 14/09/2015, provoquées alors par la collision de 2
trous noirs, restes d’étoiles géantes dont le cœur a explosé en fin de vie. La localisation était imprécise, et le resta pour les détections suivantes les 12/10/15 ; 26/12/15 et le 04/01/17 faites par le détecteur Ligo. Le détecteur Virgo permet le 14/08/17 de recevoir des ondes de + d’1 milliard d’AL d’une région  bien déterminée.



-  (1)  « Ces Ondes Gravitationnelles propagent la gravitation selon Albert Einstein. Sa théorie de la relativité générale, maintenant largement vérifiée, nous dit que la gravitation est une manifestation de la courbure de ‘ l’espace-temps’ produite par la distribution de l’énergie sous forme de masse. Cette théorie prédit l’expansion de l’Univers, les Ondes Gravitationnelles et les trous noirs. »
-  (2)  -  La lumière se déplace dans le vide à 299 792 458 m/s. -  AL (
Une année-lumière correspond à 9 461 milliards de kilomètres)
-  (3)  -  NSF (National Science Foundation)  -  MS (masse solaire)  -  LIGO (Laser Interferometer Gravitationalwava Observatory)

Opinions -  Des liens, interviews ou articles de : Jean-Paul Baquiast ; Laurent Sacco ; Jamal Mimouni ;  (Hubert Reeves)
Bernard Dugué propose une autre explication : « .les ondes gravitationnelles n’existent pas... Le détecteur LIGO a en fait détecté des neutrinos qui ont produit des ondes gravito-quantiques en interférant avec les miroirs matériels et leurs processus quantiques intimes. ! »
Sébastien Junca : « La science est une croyance comme les autres »
Poincaré ou Einstein ?  Le mathématicien français Henri Poincaré a publié dès 1905  une note académique évoquant l’existence d’ondes gravifiques, ondes gravitationnelles prises dans un sens générique. Celles-ci, donc, ne seraient pas les ondes quadrupolaires recherchées par LIGO ? Beaucoup sont étonnés !
Le célèbre astrophysicien de l’université d’Harvard, Abraham Loeb, vient quant à lui de proposer une autre hypothèse, quant à l’origine de ces 2 trous noirs : « Il considère une jeune étoile massive en rotation rapide, tellement rapide que son cœur se sépare en deux parties alors qu’il s’effondre et qui vont ensuite continuer de se contracter en trous noirs. Sur des orbites rapprochées, ceux-ci vont rapidement entrer en collision comme le veut le scénario à l’origine de GW150914 ».

-  Les trous noirs de Ligo pourraient être une partie de la matière noire

-  10/08/16  :  Reportage à Fleurance