ONDES GRAVITATIONNELLES

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La première détection indirecte des ondes gravitationnelles : le pulsar binaire PSR 1913+16

Puisque les ondes transportent de l’énergie, et que la quantité totale d’énergie est conservée dans toutes les théories physiques admises, observer dans un système de grande masse une perte d’énergie mécanique supérieure à l’énergie électromagnétique qu’il émet constitue une preuve indirecte de l’existence des ondes gravitationnelles. C’est ce qu’ont mis en évidence l’astronome américain Joseph H. Taylor Jr. et ses collaborateurs, en 1979, dans le cas du pulsar binaire PSR 1913+16. Cinq ans plus tôt, la découverte de ce premier pulsar binaire par Taylor et Russell A. Hulse (qui recevront pour cela le prix Nobel de physique en 1993) avait offert aux astrophysiciens un laboratoire de choix pour une telle étude. Cet astre est une composante d’un couple d’étoiles à neutrons qui est en rotation extrêmement rapide. Il émet, à l’instar d’un phare balayant l’espace, des ondes radio avec une période de 59,03 millisecondes. Taylor et ses collaborateurs ont mesuré que les périodes de révolution diminuent régulièrement, et ils ont pu en déduire la perte d’énergie du système, qu’ils ont interprétée comme due à un rayonnement gravitationnel. Même si cette interprétation est plausible, elle n’a pas le caractère de la démonstration d’existence qu’aurait la détection directe d’une onde possédant les caractéristiques attendues.


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Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston

Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston
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Formation d’ondes gravitationnelles lors de la coalescence de deux trous noirs

Formation d’ondes gravitationnelles lors de la coalescence de deux trous noirs
Crédits : R. Hurt/ Caltech-JPL

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Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles

Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles
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Signal d’une onde gravitationnelle

Signal d’une onde gravitationnelle
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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Bernard PIRE, « ONDES GRAVITATIONNELLES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-gravitationnelles/