Re: [SUJET UNIQUE] Les ondes gravitationnelles (Big Bang, Trou noir)

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

Et l'article de Alain :

Enorme secousse dans le monde scientifique, pour une découverte majeure, à ranger au sommet des plus grandes percées de la connaissance. Pour la première fois, des vibrations venues de l’espace et d’une étrange nature ont été détectées sur terre, confirmant une prédiction d’Albert Einstein vieille d’un siècle.
Ces tressautements, baptisés « ondes gravitationnelles », compriment et dilatent à la vitesse de la lumière l’espace-temps qui nous entoure, comme le son le fait avec l’air. « Ou comme du veau en gelée tremblote lorsqu’on le secoue », aime à dire Thibault Damour, spécialiste de la relativité générale à l’Institut des hautes études scientifiques à Bures-sur-Yvette (Essonne).

L’espace-temps, c’est-à-dire la trame même du monde dans lequel nous vivons, est donc un contenant élastique, susceptible d’onduler à la manière des rides à la surface d’une eau perturbée par le lancer d’un caillou.
La détection de ce premier clapotis cosmique est détaillée dans la revue Physical Review Letters du 11 février par l’équipe de l’instrument LIGO, aux Etats-Unis, en collaboration avec celles de Virgo, en Italie, et de GEO600, en Allemagne. Les résultats sont présentés parallèlement à Washington par les scientifiques.

Les chercheurs ont repéré l’infime effet du passage d’une telle onde, qui a la capacité étonnante de distordre les distances, de les allonger ou de les réduire très légèrement. Aucune autre onde ne peut le faire. L’effet est faible, de l’ordre d’une variation du dix millième de la taille d’une particule élémentaire (environ 10-19 m).

Autrement dit, comme si l’étoile la plus proche, Proxima du Centaure, située à plus de quatre années-lumière de la Terre, se rapprochait de nous d’un demi-diamètre de cheveu…

Des « sismographes » géants
Pour mesurer une si minuscule distance, les chercheurs ont construit depuis vingt ans des « amplificateurs » géants. LIGO est ainsi fait de deux tunnels perpendiculaires de quatre kilomètres de long chacun. A l’intérieur, deux faisceaux laser, parfaitement synchronisés entre eux, effectuent des dizaines d’allers-retours entre des miroirs. Puis ces deux rayons sont recombinés à la sortie afin de vérifier leur synchronisation. Si une onde gravitationnelle secoue l’espace-temps et se propage jusque-là, elle étire un trajet lumineux avant l’autre, désynchronisant les lasers.
C’est ce qui s’est passé le 14 septembre 2015 sur les deux sites américains jumeaux construits en Louisiane et dans l’Etat de Washington à 3 000 kilomètres de distance. Les « sismographes » se sont agités avec 7 millisecondes de décalage.

« D’une certaine manière, c’est la première preuve directe de l’existence des trous noirs » Thibault Damour (IHES)
Le signal enregistré par les chercheurs précise, en outre, l’origine de cette secousse, apportant une seconde découverte majeure. Il s’agit de la fusion de deux trous noirs en un nouveau, deux fois plus gros. Le duo est, respectivement, vingt-neuf et trente-six fois plus massif que le Soleil, et situé à environ un milliard d’années-lumière de la Terre.
« D’une certaine manière, c’est la première preuve directe de l’existence des trous noirs », affirme Thibault Damour, dont les calculs théoriques en 2000 ont prédit le signal attendu. « C’est incroyable que l’humanité ait pu voir ce phénomène. Il vient de si loin. C’est magnifique », ajoute le chercheur.

Mieux, les chercheurs ont vu respirer ces géants d’où aucune lumière ni matière ne peut s’échapper. Lorsque les deux trous noirs se rapprochent, des ondes gravitationnelles sont créées, affolant périodiquement les détecteurs de LIGO. Puis, quand ils fusionnent, l’objet patatoïde qui en résulte n’adopte pas immédiatement une forme stable. Il vibre, telle une cloche, et fait trembler la gelée cosmique jusqu’aux détecteurs terrestres, d’une manière différente de la sarabande précédente. Un nouveau trou noir est en train de naître.

« Nous verrons enfin des choses jamais vues parce qu’elles n’émettent pas de lumière », Pierre Binétruy (professeur à l’université Paris-VII)
C’est à ce spectacle et à bien d’autres que rêvent d’assister plus souvent les astronomes désormais. « Cela ouvre une grande période nouvelle et excitante. L’Univers est mû par la gravité, mais on ne l’observe qu’avec la lumière. Nous verrons enfin des choses jamais vues parce qu’elles n’émettent pas de lumière, estime Pierre Binétruy, professeur à l’université Paris-VII. Nous changeons d’époque. »

Seuls des événements impliquant de gros objets en mouvement peuvent faire osciller la gelée de veau cosmique. Comme des étoiles explosant en supernova ; ou des étoiles mourant et se contractant en trou noir ou en étoiles à neutrons, appelées également « pulsars », qui condensent l’équivalent de la masse du Soleil sur seulement dix kilomètres de rayon ; ou encore l’origine violente de l’Univers au moment du Big Bang, il y a plus de treize milliards d’années.

Une nouvelle fenêtre astronomique
Cette première découverte ouvre donc une nouvelle fenêtre astronomique sur ces phénomènes, en élargissant le spectre des moyens d’observation après la lumière visible, les rayons X, infrarouges, ultraviolets, les ondes radio ou même les neutrinos (des particules quasiment sans masse qui interagissent peu avec la matière).
Pour la suite, Virgo fait actuellement peau neuve pour être aussi précis que son collègue américain. Les Japonais achèvent Kagra ; les Indiens, LIGO India. Et les chercheurs voient encore plus loin. Les instruments terrestres sont en effet limités à l’observation d’objets peu massifs et proches, toutes proportions gardées.

En effet, plus les « cailloux » agitant l’espace-temps sont gros, plus les crêtes des vagues créées sont éloignées et plus il faut des bras grands pour en saisir le passage. Des trous noirs, plusieurs millions de fois plus lourds que le Soleil, comme celui au cœur de notre galaxie, resteront en fait invisibles à LIGO et à Virgo.

La suite consistera à installer en orbite E-Lisa, une sorte de triangle de faisceaux laser dont les « bras » d’un million de kilomètres de long bougeraient sous l’effet d’ondes gravitationnelles. Lancement prévu dans les années 2030. En prévision de cette construction, l’Agence spatiale européenne a mis, le 3 décembre 2015, sur orbite LisaPathfinder, un satellite destiné à tester des technologies nécessaires à E-Lisa.

Cette détection d’ondes gravitationnelles, aussi compliquée soit-elle, n’est pas une surprise. La relativité générale est fiable et éprouvée depuis de nombreuses années : la plupart des phénomènes étranges prévus par cette théorie ont déjà été observés. Par exemple, les gros objets dévient les rayons lumineux, ce qui décale effectivement la position des étoiles dans le ciel. Ou bien, une horloge bat moins vite le tempo en altitude qu’en surface (une information essentielle pour corriger les signaux des satellites de localisation, GPS ou Galileo, qui sans cela nous ferait perdre le nord).
Quant aux ondes gravitationnelles elles-mêmes, leur présence avait été repérée en 1978 et saluées par un prix Nobel en 1993 : la rotation de deux pulsars se tournant autour s’accélérait à cause de l’émission d’ondes gravitationnelles entre les deux objets. En revanche, jamais ces ondes n’avaient été ressenties sur Terre.

S’il ne fait pas de doute qu’un prix Nobel couronnera cette découverte, les noms des lauréats seront difficiles à choisir. L’Américain Rainer Weiss, du MIT, est à l’origine, dans les années 1970, des premières études précises sur les défis à relever pour de futurs instruments. Kip Thorne, charismatique physicien américain, a poussé à la réalisation de LIGO dans les années 1990. Ronald Drever, un Ecossais, a eu l’une des idées clés permettant d’augmenter la puissance des lasers.

Côté européen, le Français Alain Brillet et l’Italien Adalberto Giazotto ont contribué largement aux techniques optiques et mécaniques nécessaires au fonctionnement parfait de Virgo. Et, bien sûr, les porte-parole de LIGO, Gabriela Gonzalez, ou de Virgo, Fulvio Ricci, sont aussi sur les rangs. De quoi secouer encore le Landerneau scientifique.

Un siècle d’attente
Albert Einstein par sa double théorie de la relativité restreinte (1905) et générale (1915) a bouleversé les notions intuitives de temps, d’espace et d’énergie.

Selon la première théorie, la description complète et correcte de l’Univers ne doit pas séparer le temps et les positions dans l’espace mais les considérer ensemble : un point dans l’espace-temps est en fait un événement, c’est-à-dire une position attachée à un temps. Le temps absolu n’existe pas. Il dépend des vitesses relatives entre observateurs, par exemple. Une horloge qui se déplace affiche un temps qui s’écoule plus lentement qu’une autre immobile.
Une conséquence de la seconde théorie est que cet espace est structuré par la force de gravitation : les objets lourds courbent l’espace-temps, comme une boule s’enfonce dans un drap tendu. En retour, la structure de l’espace-temps force la matière et la lumière à suivre ses courbes. C’est dans cet espace élastique que nous vivons et que se propagent les ondes gravitationnelles qui distordent les distances, comme le son est une compression de l’air.

En savoir plus sur http://www.lemonde.fr/sciences/article/2016/02/11/les-ondes-gravitationnelles-detectees-un-siecle-apres-avoir-ete-predites_4863745_1650684.html#IeOgU0SHwZzGCXOQ.99

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

Des news... Confirmation ?

A mon avis, oui c'est une confirmation, vu les probalités que ce soit un hasard, il y a pas photo.

[InvitéInvité]

Bonjour,

Pour ceux que cela intéresse l'article de "Physical Review" concernant le sujet.
C'est en anglais ...



...

[InvitéInvité]

Bonjour
L'article sur Science et Avenir est très bien aussi : sur l'article il y a des explications très claires
Quelle conséquence pour le domaine qui nous intéresse ? Est-ce que cela signifie que l'existence des mondes parallèles devient une réalité   ?
Bien cordialement

Ondes gravitationnelles : comment la collision de 2 trous noirs a fait vibrer l'Univers


Par Rédacteur
[size=12]Voir tous ses articles

Publié le 11-02-2016 à 18h40Mis à jour le 12-02-2016 à 09h15[/size]

Exceptionnel ! Voilà un siècle que les chercheurs attendaient de débusquer les ondes gravitationnelles, ces vibrations de l'espace-temps qui confirment la théorie de la relativité générale d'Einstein. C'est chose faite depuis le 11 février 2016. Explications.

Vue d’artiste de deux trous noirs qui, en fusionnant, émettent des ondes gravitationnelles. (CNRS)

Le directeur du CNRS Alain Fuchs s'est dit"estomaqué" par la découverte. Et pour cause :"Pour la première fois, des scientifiques ont observé des ondulations de l’espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, produites par un événement cataclysmique dans l’Univers lointain atteignant la Terre après un long voyage". C'est par ces propos que l'insoutenable suspense a pris fin : oui, une onde gravitationnelle a bien été détectée ! Une annonce - et quelle annonce - dont Sciences et Avenir avait révélé l'essentiel dès le 8 février, et qui a été officiellement confirmée lors d'une conférence du CNRS ce jeudi 11 février 2016 (dont vous pouvez retrouver le live). Des ondes gravitationnelles décelées précisément le 14 septembre 2015, à 11h51, heure de Paris (9h51 GMT), par les deux détecteurs jumeaux de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) situés respectivement à Livingston en Louisiane, et Hanford, dans l’Etat de Washington aux Etats-Unis.

En une fraction de seconde, les trous noirs entrent alors en collision à une vitesse de l’ordre de la moitié de celle de la lumière"
La découverte, qui fait l’objet d’une publication acceptée par la revuePhysical Review Letters, a été réalisée par la collaboration scientifique LIGO (qui inclut la collaboration GEO et l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) et la collaboration Virgo, le détecteur franco-italien situé en Italie. Le nombre de signataire pourrait atteindre le millier, dont 74 Français appartenant à 6 laboratoires. Ce qui a motivé la réaction de Thierry Mandon, secrétaire d'État chargé de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, qui a salué le fait que "la France est au premier plan d’une découverte exceptionnelle"
Les ondes détectées proviennent en l'occurrence de la collision de deux trous noirs. La rencontre entre ces deux corps super-massifs a en effet provoqué quelques remous dans l'Univers... comme des ronds dans l'eau d'un étang après que l'on y a jeté un caillou. "En une fraction de seconde, les trous noirs entrent alors en collision à une vitesse de l’ordre de la moitié de celle de la lumière et fusionnent en un trou noir unique. Celui-ci est plus léger que la somme des deux trous noirs initiaux car une partie de leur masse (ici, l’équivalent de 3 soleils, soit une énergie colossale) s’est convertie en ondes gravitationnelles selon la célèbre formule d’Einstein E=mc2. C’est cette bouffée d’ondes gravitationnelles que les collaborations LIGO et Virgo ont observée", détaille le CNRS.
Mieux encore, les chercheurs ont pu diffuser le "son" de l'onde détectée 
Qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ?

Mais au juste, qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ? L’hypothèse de l’existence de ce frisson spatial remonte aux premières décennies du 20e siècle. En 1915 précisément, époque où la relativité générale théorisée par Einstein bousculait notre compréhension du monde. Désormais, il fallait envisager l’espace, doté d’une élasticité et façonné par la matière, exactement comme si le contenu (planètes, étoiles et galaxies) courbaient le contenant, c’est-à-dire l’espace tout entier. Ainsi, nous dit Einstein, la forme de l’espace dépend de la matière qui s’y loge. De ce fait, toute accélération de masse devrait la changer et ceci se manifester par une vague qui parcourt le Cosmos tout entier. Le fameux caillou lancé dans un lac ! Sur son passage, cette onde dilaterait puis contracterait l’espace.
Comme l'explique très bien cette vidéo (dont une version BD existe en français) :


Ainsi, en théorie, tout objet qui se trouve sur le trajet d’une onde gravitationnelle voit sa longueur varier : tout se passe comme si l’espace entre les atomes de ses molécules se distendait puis se resserrait. Ce surprenant constat indiquant qu’au loin deux astres massifs se rapprochent l’un de l’autre pour rentrer en collision ou encore qu’une étoile explose, éjectant son enveloppe. En effet, comme nous l'expliquions dans cet article, deux trous noirs de masses respectives de 29 et 36 fois la masse du Soleil se sont rapprochés et ont fini par fusionner il y a 1,3 milliards d'années. La source se trouve donc à plus d'un milliard d'années lumière. La fusion a donné naissance à un gigantesque trou noir d'une masse finale de 62 masses solaires. Or, 29 + 36 sont sensés faire 65. Ce qui signifie que l'équivalent de 3 masses solaires a été expulsé sous forme d'ondes gravitationnelles. 
Et c'est cet évènement d'une grande intensité qui a provoqué cette vibration de l’espace-temps, titillant à son passage sur Terre les détecteurs LIGO et Virgo. Mieux encore, la source de ces ondes gravitationnelles se situerait dans l'hémisphère sud, une hypothèse permise grâce à la comparaison des temps d’arrivée des ondes gravitationnelles dans les deux détecteurs situés d'un bout à l'autre des Etats-Unis (7 millisecondes d’écart) et l'étude des caractéristiques des signaux mesurés par LIGO et Virgo.
"Cette découverte nous ouvre un vaste champ de recherches", se félicite Benoît Mours, astrophysicien au laboratoire d'Annecy-le-Vieux. C'est même une "nouvelle astronomie" qui vient de voir le jour comme l'a relevé l'Académie des Sciences. En effet, sans un tel instrument, les chercheurs ne seraient jamais parvenu à détecter la fusion de ce duo de trous noirs. En prouvant leur efficacité, ces détecteurs d'ondes gravitationnelles fournissent donc un nouvel outil pour scruter et comprendre notre univers.

Par Azar Khalatbari et Erwan http://www.sciencesetavenir.fr/espace/astrophysique/20160211.OBS4450/ondes-gravitationnelles-comment-la-collision-de-2-trous-noirs-fait-vibrer-l-univers.html

[InvitéInvité]

Est-ce que cela signifie que l'existence des mondes parallèles devient une réalité   ?

Non je ne le pense pas, ce n'est pas une découverte "scientifique" mais "technologique".
Il semble que cela prouve tout simplement que l'espace et le temps ne sont pas continus mais granulaires (cela répondrait à pas mal de questions posées par la physique quantique).
Une vague se déplace sur un plan d'eau.
Un son se véhicule par variations de pression grâce à un fluide (air, eau, gaz, liquide ...).
Il ne reste plus qu'à découvrir "sur quoi" se véhicule l'espace-temps et surtout de "quoi" il est composé.
...

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

Bonjour,  merci pour le lien Loreline.
Effectivement la vidéo est très pédagogique.

[InvitéInvité]

Bonsoir
Merci wacapou et merci Mac.nivols pour ce dossier que je suis en train d'essayer d'assimiler
je me suis dit que plusieurs articles présentant le sujet de façon différente pourrait en faciliter la compréhension pour certains comme moi
Bien cordialement

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

je me suis dit que plusieurs articles présentant le sujet de façon différente pourrait en faciliter la compréhension pour certains comme moi
Bien cordialement

Tu as tout à fait raison, avec des sources differente, on a des visions differentes du coup on a plus de chance de tomber sur celle qui nous convient

[InvitéInvité]

Merci Mac.nivols

De mon côté j'ai supprimé mes 2 posts car le premier était devenu superflu et le second manquait de maturité

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

Bonsoir,
un autre article paru dans FuturaScience qui nuance un peu l'annonce de la semaine dernière, mais en lisant le fil depuis le début on se rend bien compte que c'est tout à fait ça.

Mise au point sur la détection des ondes gravitationnelles

Les ondes gravitationnelles sont de petites vibrations de l’espace et la journée du 11 février fut historique pour celles-ci ! Nous venons de vivre un événement majeur.

Avant d’entrer dans le vif du sujet, je veux commencer par commenter le titre provocateur de ce billet : il ne s’agit nullement de contester ni de dénigrer la magnifique détection opérée par l’expérience Ligo et moins encore d’en contester l’intérêt phénoménal. Il s’agit d’une mesure à la fois sidérante et émouvante. Voir des trous noirs de cette manière est sans précédent dans notre histoire et je vais y venir en conclusion. Mais je crois néanmoins qu’il est important de produire certains éclaircissements par rapport à différentes analyses un peu trop rapides qui fleurissent ici et là, de façon à ce que cette avancée exceptionnelle soit appréciée pour ce qu’elle est vraiment !

1) Vient-on de découvrir les ondes gravitationnelles ?

Non. La découverte est ancienne. Une découverte, en effet, est une indication que l’on considère comme suffisamment fiable pour lui accorder notre crédit. Ce n’est jamais une preuve irréfutable. C’est un faisceau d’indices qui convergent. On ne peut pas être certain, par exemple que ce qu’a mesuré le Cern est bien le boson de Higgs prévu par nos théories. Mais cela semble si crédible que nous pouvons collectivement nous mettre d’accord sur le fait qu’il s’agit très vraisemblablement de la découverte expérimentale du Higgs.

Et ce sens, je crois qu’on peut s’accorder à considérer que les ondes gravitationnelles avaient déjà, et depuis bien longtemps, été découvertes ! En effet, le système binaire de Hulse-Taylor, un pulsar tournant autour d’une étoile à neutrons, étudié dès 1974 a permis de montrer que la variation de période orbitale observée était exactement expliquée par l’émission d’ondes gravitationnelles. S’ensuivit le prix Nobel en 1993. D’autres systèmes de ce type furent découverts, tous en parfaite adéquation avec ce que prédisait l’émission d’ondes gravitationnelles. À ma connaissance, plus personne ne doutait donc de l’existence des ondes gravitationnelles. La détection a donc déjà eu lieu il y a des décennies.

On pourrait objecter qu’il s’agissait d’une détection indirecte tandis que celle, toute récente, de Ligo est directe. Je pense que cette distinction n’a aucun sens épistémologique. Aucune détection n’est jamais « directe » : on observe les effets secondaires d’un phénomène physique sur des objets utilisés comme outils de mesure. C’est ce qui a lieu dans les deux expériences considérées et la seconde (Ligo) n’est pas plus « directe » que la première. Je suis persuadé que si l’interféromètre de type Ligo existait naturellement et que nous avions nous-mêmes construit le système binaire, c’est à ce dernier que nous donnerions le qualificatif de « détection directe ».

Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/astronomie-ondes-gravitationnelles-mise-point-physicien-aurelien-barrau-61619/

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