Simulation numérique des étoiles à neutrons fusionnant pour former un trou noir, avec leurs disques d’accrétion interagissant pour produire des ondes électromagnétiques. Crédit : L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin)
Les scientifiques ont avancé dans la découverte de l’utilisation des ondulations dans l’espace-temps connues sous le nom de ondes gravitationnelles pour revenir au début de tout ce que nous savons. Les chercheurs disent qu’ils peuvent mieux comprendre l’état du cosmos peu de temps après la Big Bang en apprenant comment ces ondulations dans le tissu de l’univers traversent les planètes et le gaz entre les galaxies.
“Nous ne pouvons pas voir l’univers primitif directement, mais peut-être pouvons-nous le voir indirectement si nous regardons comment
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>ondesgravitationnelles[{“attribute=””>gravitationalwaves à partir de cette époque ont affecté la matière et les radiations que nous pouvons observer aujourd’hui », a déclaré Deepen Garg, auteur principal d’un article rapportant les résultats dans le Journal de cosmologie et de physique des astroparticules. Garg est un étudiant diplômé du programme Princeton en physique des plasmas, qui est basé au laboratoire de physique des plasmas de Princeton du Département américain de l’énergie (DOE) (
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Garg et son conseiller Ilya Dodin, qui est affilié aux deux
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>UniversitédePrinceton[{“attribute=””>PrincetonUniversity et PPPL, ont adapté cette technique à partir de leurs recherches sur énergie de fusion, le processus alimentant le soleil et les étoiles que les scientifiques développent pour créer de l’électricité sur Terre sans émettre de gaz à effet de serre ni produire de déchets radioactifs à vie longue. Les scientifiques de la fusion calculent comment les ondes électromagnétiques se déplacent plasmala soupe d’électrons et de noyaux atomiques qui alimente les installations de fusion connues sous le nom de tokamaks et stellarateurs.
Il s’avère que ce processus ressemble au mouvement des ondes gravitationnelles à travers la matière. «Nous avons essentiellement mis
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>plasma[{“attribute=””>plasma des machines à ondes pour travailler sur un problème d’ondes gravitationnelles », a déclaré Garg.
Les ondes gravitationnelles, prédites pour la première fois par Albert Einstein en 1916 à la suite de sa théorie de la relativité, sont des perturbations de l’espace-temps causées par le mouvement d’objets très denses. Ils voyagent à la vitesse de la lumière et ont été détectés pour la première fois en 2015 par le Interféromètre laser Observatoire des ondes gravitationnelles (
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>LIGO[{“attribute=””>LIGO) grâce à des détecteurs dans l’État de Washington et en Louisiane.
Garg et Dodin ont créé des formules qui pourraient théoriquement amener les ondes gravitationnelles à révéler des propriétés cachées sur les corps célestes, comme des étoiles situées à de nombreuses années-lumière. Lorsque les ondes traversent la matière, elles créent de la lumière dont les caractéristiques dépendent de la densité de la matière.
Un physicien pourrait analyser cette lumière et découvrir les propriétés d’une étoile à des millions d’années-lumière. Cette technique pourrait également conduire à des découvertes sur le fracas étoiles à neutrons et trous noirs, vestiges ultra-denses de la mort des étoiles. Ils pourraient même potentiellement révéler des informations sur ce qui s’est passé pendant la
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>Big Bang[{“attribute=””>BigBang et les premiers instants de notre univers.
La recherche a commencé sans aucune idée de son importance. “Je pensais que ce serait un petit projet de six mois pour un étudiant diplômé qui impliquerait de résoudre quelque chose de simple”, a déclaré Dodin. “Mais une fois que nous avons commencé à approfondir le sujet, nous avons réalisé que le problème était très peu compris et que nous pouvions faire un travail théorique très basique ici.”
Les scientifiques prévoient maintenant d’utiliser la technique pour analyser les données dans un proche avenir. “Nous avons maintenant des formules, mais obtenir des résultats significatifs demandera plus de travail”, a déclaré Garg.
Référence : « Gravitational wave modes in matter » par Deepen Garg et IY Dodin, 10 août 2022, Journal de cosmologie et de physique des astroparticules.
DOI : 10.1088/1475-7516/2022/08/017
Cette recherche a été soutenue par la US National Science Foundation par l’intermédiaire de l’Université de Princeton.
