Cienciaes.com : Astronomie des ondes gravitationnelles : nous discutons avec Alicia M. Sintes Olives

Quand on demande ce que sont les ondes gravitationnelles, Alicia Magdalena Sintés OlivesProfesseur de Physique Théorique et leader du Groupe LA GRAVITÉ de l’Université des Îles Baléares, répond qu’Albert Einstein a été le premier à les proposer. Et il l’a fait d’une manière très innovante car, dans sa théorie de la relativité générale de 1915, il nous dit que la gravité n’est pas n’importe quelle force, mais qu’elle est liée à la courbure de l’espace-temps. Nous vivons dans un espace-temps à quatre dimensions et les ondes gravitationnelles sont des distorsions produites par la matière en mouvement accéléré qui se propagent sous forme d’ondes à la vitesse de la lumière.

Mais la gravité est une force très faible et les calculs d’Einstein l’ont amené à dire que la distorsion générée par les ondes gravitationnelles était si faible que leur détection était pratiquement impossible. Et il en a été ainsi pendant longtemps, en fait, il a fallu attendre un siècle, jusqu’en 2015, avant de pouvoir disposer d’un détecteur capable de capter pour la première fois ces insaisissables perturbations de l’espace-temps.

Première détection d’ondes gravitationnelles

La première détection directe d’ondes gravitationnelles a été annoncée le 11 février 2016 par la collaboration LIGO (Observatoire des ondes gravitationnelles à interféromètre laser). Cette détection historique a eu lieu le 14 septembre 2015 et a été désignée GW150914.

Le signal GW150914 a été provoqué par la fusion de deux trous noirs qui avaient des masses d’environ 36 et 29 fois la masse du Soleil. Lorsqu’ils ont fusionné, ils ont créé un nouveau trou noir d’environ 62 masses solaires, libérant une énorme quantité d’énergie. la forme d’ondes gravitationnelles.

Cette détection a prouvé, une fois de plus, qu’Einstein avait raison et que sa théorie de la relativité générale était correcte.

La détection de GW150914 a constitué une étape importante en physique et en astronomie et a conduit à une collaboration LIGO pour remporter le prix Nobel de physique en 2017. Cette détection a inspiré des recherches approfondies et conduit au développement et à l’amélioration d’observatoires d’ondes gravitationnelles dans le monde entier, notamment Virgo en Italie et KAGRA Au Japon.

Depuis GW150914, de nombreuses autres ondes gravitationnelles ont été détectées, fournissant des informations précieuses sur divers événements astrophysiques, tels que la fusion de trous noirs et d’étoiles à neutrons, et contribuant à élargir notre compréhension de l’univers.

Recherche actuelle et avenir des ondes gravitationnelles

Alicia M. Sintes a une longue histoire de participation à de grandes collaborations internationales telles que LIGO oui GÉOparticipe à la mission spatiale LISA et dans la conception de futurs détecteurs tels que le télescope Einstein. L’une des dernières enquêtes à laquelle Alicia et le groupe ont participé LA GRAVITÉ a été la détection d’une onde gravitationnelle inhabituelle réalisée par une collaboration internationale LIGO-Vierge-KAGRAqui possède des détecteurs aux États-Unis (LIGO), l’Italie (Vierge) et le Japon (KAGRA). La détection s’appelle GW230529 (GW est l’abréviation de « Gravitational Wave » et les chiffres font référence à la date de détection, le 29 mai 2023)

L’analyse de GW230529 a révélé que l’onde a été générée lors de la fusion entre une étoile à neutrons et un objet inconnu. Cet objet a une masse allant de 2,5 à 4,5 fois celle du Soleil, plus grande qu’une étoile à neutrons typique mais plus petite qu’un trou noir.

La détection de GW230529 est particulièrement intrigante car elle remet en question les modèles actuels d’objets compacts. Traditionnellement, on pensait qu’il existait un écart dans la masse de ces objets : les étoiles à neutrons ne dépassent pas 3 masses solaires et les trous noirs ont au moins 5 masses solaires. Cependant, l’objet impliqué dans GW230529 se situe dans cette fourchette, ce qui suggère qu’il pourrait y avoir plus de variété dans la nature des objets compacts qu’on ne le pensait auparavant.

Alicia M. Sintes explique au cours de l’interview certains des scénarios explorés pour expliquer l’existence de l’objet mystérieux. Les chercheurs ont deux scénarios plausibles. L’une d’elles serait la formation de recul, où l’effondrement du noyau d’une supernova donne naissance à un trou noir en raison de l’accumulation de matières résiduelles provenant du noyau. Un autre scénario possible est celui d’une fusion d’étoiles à neutrons binaires. Et il est également considéré comme une origine non stellaire, comme un trou noir primordial.

Au-delà de la nouveauté de cette détection, elle montre clairement que les ondes gravitationnelles ont révolutionné notre compréhension du cosmos, nous permettant de détecter des événements extrêmes auparavant invisibles. La détection récente de GW230529 est un exemple de la façon dont ces ondes peuvent révéler de nouveaux phénomènes et remettre en question nos théories actuelles.

je vous invite à écouter Alicia Magdalena Sintés Olivesprofesseur de physique théorique à l’Université des Îles Baléares et leader du groupe LA GRAVITÉle seul groupe espagnol à avoir participé à toutes les détections d’ondes gravitationnelles grâce à une collaboration scientifique LIGO.

Les références:

Groupe Relativité et Gravitation UIB

Groupe Relativité et Gravitation UIB

La collaboration LIGO-Vierge-KAGRA (LVK) a détecté un signal d’onde gravitationnelle notable

La UIB participe à la détection de la fusion entre une étoile à neutrons et un objet compact inconnu