Les scientifiques se sont intéressés aux propriétés de ce qu’on appelle les réverbérations des ondes gravitationnelles, qui sont émises à proximité de trous noirs massifs ou lors de la fusion d’objets cosmiques compacts, tels que les étoiles à neutrons. Il s’est avéré que ces réverbérations incluent également des ondes harmoniques plus élevées, qui peuvent être comparées aux accords d’un instrument de musique.
“Ces ondes harmoniques supérieures, c’est-à-dire quelque chose comme des accords cosmiques, ont toujours des propriétés légèrement différentes par rapport aux ondes fondamentales des réverbérations des ondes gravitationnelles. Et c’est la recherche de ces différences qui peut nous renseigner sur les propriétés des objets à partir desquels les ondes gravitationnelles ont été émises”, a-t-il expliqué selon le récent l’actualité sur le net Zdeněk Stuchlík, directeur de l’Institut de physique de l’Université de Silésie à Opava.
Un instrument de musique trou noir ?
Les ondes gravitationnelles sont émises à la fois par des objets cosmiques massifs en collision et par les trous noirs eux-mêmes. Les chercheurs se sont concentrés sur eux.
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“Imaginez un trou noir comme un grand instrument cosmique dont les réverbérations des ondes gravitationnelles représentent les notes d’une symphonie”, a déclaré Roman Konoplya de l’Institut de physique d’Opava susmentionné, auteur principal de plusieurs articles scientifiques sur ce sujet (d’abord, la deuxième, troisième études), basées sur des recherches à long terme.
- Konoplia romaineun physicien ukrainien travaillant à l’Institut de physique d’Opava, a été récompensé l’année dernière par l’Agence de subventions de la République tchèque pour sa contribution scientifique.
“Nous pouvons considérer ces vibrations, appelées modes quasi-normaux, comme un fond musical qui enrichit la note principale d’un violon ou d’un piano”, a ajouté Konoplya, notant que les astrophysiciens se sont toujours concentrés sur cette “note principale” qui reste relativement inchangée. .
Photo : Nicole E. Fuller/SPL
La fusion d’objets très massifs dans l’espace, par exemple des trous noirs ou des étoiles à neutrons, entraîne la libération d’ondes gravitationnelles importantes de modes de fréquence différents.
Cependant, les “tons” en arrière-plan sont beaucoup plus intéressants, selon les experts travaillant à Opava.
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Les dernières recherches menées par des physiciens d’Opava ont montré que les propriétés de ces « accords cosmiques » sont extrêmement sensibles à de petits changements à proximité de ce qu’on appelle l’horizon des événements d’un trou noir.
Trou noir
Les trous noirs sont des objets très massifs qui ont une gravité si forte qu’aucun objet, y compris la lumière ou tout autre rayonnement, ne peut les quitter. La vitesse de fuite d’un trou noir est plus rapide que la vitesse de la lumière. Selon la théorie de la relativité, rien n’est plus rapide que la lumière et rien ne peut donc quitter cette frontière. Par conséquent, aucune information ne peut être obtenue sur ce qui se passe dans le trou noir.
Ce qui rend un trou noir noir, c’est ce qu’on appelle l’horizon des événements, qui est une sorte de frontière du trou noir et l’endroit autour de lui d’où il n’est plus possible de sortir ou d’envoyer un signal.
Certains des trous sont créés par ce que l’on appelle l’effondrement gravitationnel, par exemple les effondrements d’étoiles en phase finale de développement sont connus. Un autre groupe comprend les trous noirs géants (supermassifs), qui résident au centre des galaxies.
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Les harmoniques pourraient fournir un nouvel aperçu de la géométrie des trous noirs, que l’on pensait auparavant impossibles à distinguer des autres objets cosmiques, comme les « raccourcis espace-temps » théoriques connus sous le nom de trous de ver.
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“En utilisant des modèles avancés, nous avons constaté que même si l’harmonique reste stable, ces harmoniques plus élevées peuvent varier considérablement avec de petits changements à proximité de l’horizon des événements. Cette découverte peut être comparée à la découverte que le son de n’importe quel instrument de musique contient des nuances subtiles qui révèlent ses caractéristiques ou imperfections spécifiques”, a décrit Konoplya.
“Ainsi, sonder la géométrie d’un trou noir proche de l’horizon à travers ces accords cosmiques est crucial pour comprendre la théorie sous-jacente de la gravité, qui peut inclure des corrections à la théorie classique d’Einstein”, a-t-il ajouté.
Photo : Štěpán Bajt/SU à Opava
Roman Konoplya a été récompensé par l’Agence de subventions de la République tchèque pour ses recherches dans le domaine de la physique des trous noirs.
Les détecteurs d’ondes gravitationnelles actuels tels que LIGO ou Virgo sont capables d’enregistrer principalement le ton fondamental des modes quasi-normaux. Les futurs instruments, comme la sonde spatiale euro-américaine prévue Observatoire LISAcependant, devrait avoir le potentiel de mieux mesurer ces faibles « accords cosmiques », selon les experts.
Cela donnera aux scientifiques une image beaucoup plus précise des bords des trous noirs, jusqu’alors inobservables.
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2024-08-12 11:44:00
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