Les ondes sismiques peuvent révéler les secrets de la gravité

Les scientifiques étudient l’utilisation des mouvements sismiques de la Terre pour tester des modèles alternatifs de gravité au-delà de la théorie générale de la relativité d’Einstein. En analysant les ondes sismiques sous gravité modifiée, les chercheurs peuvent contraindre ces théories et poursuivre la recherche d’une compréhension plus complète de la gravité.

Tester la possibilité de modèles de gravité différents de la relativité générale est peut-être plus proche de nous que nous ne le pensons. Une équipe de chercheurs a proposé que nous puissions utiliser les mouvements sismiques de la Terre elle-même pour tester la gravité modifiée.

Nous ne comprenons pas 95% du contenu de l’univers. Connus collectivement sous le nom de secteur sombre, les inconnus comprennent à la fois la matière noire et l’énergie noire. La matière noire semble être la forme dominante de matière dans l’univers, chaque galaxie contenant jusqu’à 80 % de cette forme invisible de matière. Pendant ce temps, l’énergie noire est une source d’énergie qui imprègne tout l’espace-temps et est responsable de l’expansion accélérée du cosmos.

Mais les affirmations selon lesquelles la matière noire et l’énergie noire sont des entités physiques reposent sur l’hypothèse que notre compréhension de la gravité est correcte. Actuellement, notre meilleure compréhension de la gravité provient de la théorie générale de la relativité d’Einstein. Cette théorie nous dit que la gravité est la manifestation de la flexion et de la déformation de l’espace-temps lui-même.

Mais nous savons que la relativité générale est incomplète. On sait qu’il se décompose au centre des trous noirs et au début de l’univers. Nous savons donc que nous n’avons pas encore toute l’histoire de la gravité entre nos mains. Motivés par cela, de nombreuses personnes au fil des décennies ont proposé des théories de la gravité modifiée, qui constituent un ensemble d’extensions et de raffinements du modèle original d’Einstein.

Cependant, toutes ces extensions se heurtent à une série d’obstacles difficiles. Nous avons testé la relativité générale dans de nombreux contextes et à de nombreuses échelles, il est donc difficile de construire une théorie suffisamment différente de la relativité générale vanille pour expliquer potentiellement la matière noire et l’énergie noire, tout en satisfaisant toutes les contraintes d’observation connues.

Plus nous pouvons développer de façons de sonder la gravité modifiée, mieux c’est. C’est ainsi qu’une équipe de chercheurs a découvert que nous pas nécessairement besoin de regarder les étoiles pour tester diverses théories modifiées de la gravité. Nous pouvons plutôt regarder vers le bas dans la Terre. Ils ont découvert que sous gravité modifiée, les ondes sismiques traversent la Terre à des vitesses différentes et de différentes manières.

Puisque nous connaissons si bien tant de propriétés de la Terre, comme sa masse et son moment d’inertie, nous pouvons inverser ces connaissances pour utiliser les données sismiques pour contraindre les théories de la gravité modifiées.

Jusqu’à présent, les données ne suggèrent aucun besoin de s’écarter du travail original d’Einstein. Mais plus nous développons d’outils et plus nous pouvons rechercher, mieux c’est.

Adapté d’un article initialement publié sur Univers aujourd’hui.