ONDES GRAVITATIONNELLES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

La découverte des ondes gravitationnelles

Le 11 février 2016, David Reitze, le directeur du consortium LIGO, annonçait lors d’une conférence de presse : « Nous avons détecté des ondes gravitationnelles. » Selon l’analyse du signal et les modélisations d’événements cosmiques catastrophiques réalisées par les théoriciens, l’onde proviendrait de la coalescence de deux trous noirs situés à environ 400 mégaparsecs (soit 1,3 milliard d’années-lumière) de la Terre ; la rencontre de ces deux corps, de masses approximatives comprises entre 29 et 36 fois la masse solaire, aurait résulté en la formation d’un trou noir de 62 masses solaires et au dégagement brutal d’une immense quantité d’énergie emportée par l’onde gravitationnelle. Le signal émis il y a plus d’un milliard d’années est parvenu le 14 septembre 2015 à 11 h 50, d’abord sur l’antenne LIGO de Livingston, puis 7 millisecondes plus tard sur celle de Hanford. Après cinq mois d’analyse et de contrôles, les physiciens ont publié en février 2016 dans les revues Physical Review Letters et Astrophysical Journal les détails de leurs observations et de leur interprétation. Le signal n’a duré qu’un quart de seconde ; il est apparu d’abord comme une oscillation ayant une fréquence de 35 Hz puis s’est accéléré jusqu’à 250 Hz avant de devenir chaotique et de disparaître. LIGO venait juste d’être remis en service après une période d’arrêt afin d’optimiser ses performances par le remplacement de nombreux composants. Comme les autres détecteurs n’étaient pas en service, on ne pouvait pas localiser par triangulation la source des ondes.

Le retentissement de cette annonce dans le monde scientifique, mais aussi auprès d’un plus large public, fut à la hauteur des efforts fournis pour surmonter l’exceptionnel défi que constituait la détection d’un signal aussi ténu. Le prix Nobel de physique 2017 fut attribué aux physiciens américains Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S. Thorne pour leurs « contributions décisives au détecteur LIGO et à l'observation des ondes gravitationnelles ».


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 9 pages

Médias de l’article

Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston

Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston
Crédits : LIGO

photographie

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

dessin

Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles

Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles
Crédits : Science Photo Library/ AKG-images

photographie

Signal d’une onde gravitationnelle

Signal d’une onde gravitationnelle
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 6 médias de l'article


Écrit par :

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

Classification

Autres références

«  ONDES GRAVITATIONNELLES  » est également traité dans :

B.I.C.E.P. (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 708 mots
  •  • 1 média

Le télescope B.I.C.E.P. (pour Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization , soit Imagerie de polarisation du fond cosmique extragalactique) est un instrument dédié à l’étude du rayonnement primordial. Il est installé sur le continent Antarctique et utilisé par des équipes de physiciens du Caltech (l’Institut de technologie de Californie à Pasadena) et de l’université de Californie. […] Lire la suite

LICHNEROWICZ ANDRÉ (1915-1998)

  • Écrit par 
  • Jean-Luc VERLEY
  •  • 597 mots

Mathématicien français dont les travaux portent sur la géométrie différentielle, la mécanique et la physique mathématique. Né le 21 janvier 1915 à Bourbon-L'Archambault (Allier), élève de l'École normale supérieure, André Lichnerowicz a enseigné dans les universités de Strasbourg (1941-1949), puis de Paris (1949-1952). De 1952 à 1986, il a été professeur de physique mathématique au Collège de Fran […] Lire la suite

MÉDAILLE D'OR DU CNRS 2017

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
  •  • 1 691 mots
  •  • 2 médias

Le 27 septembre 2017, deux physiciens français, Alain Brillet et Thibault Damour, reçoivent la médaille d’or du CNRS qui récompense leurs travaux ayant joué un rôle déterminant dans la détection des ondes gravitationnelles. Ces ondes sont d’infimes déformations de l’espace-temps, produites par un violent et soudain changement local de la répartition dans l’espace d’une masse de matière, telle qu […] Lire la suite

ONDES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 574 mots

Dans le chapitre « Ondes gravitationnelles »  : […] L’interaction gravitationnelle est-elle, comme l’électromagnétique, transmise par des ondes ? La théorie de la relativité générale implique l’existence d’ondes gravitationnelles dont la propagation, à la vitesse de la lumière, apporte des modulations à la géométrie de l’espace-temps. La recherche expérimentale de ces ondes gravitationnelles se poursuit, mais elle s’est longtemps heurtée à deux ob […] Lire la suite

PREMIER TEST DE LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE AUTOUR D'UN TROU NOIR SUPERMASSIF

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
  •  • 2 340 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Un trou noir supermassif au centre de notre galaxie »  : […] Le cœur de nombreuses galaxies contient un trou noir supermassif. C’est également le cas pour notre galaxie, la Voie lactée. L’existence d’un trou noir situé exactement au centre de celle-ci et s’observant dans la direction de la constellation du Sagittaire fut envisagée dès les années 1980, après la découverte d’une radiosource appelée Sagittarius A* (SgrA*). Cette hypothèse est reprise en 1996 […] Lire la suite

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2017

  • Écrit par 
  • Marc LACHIÈZE-REY
  •  • 1 848 mots
  •  • 2 médias

Le prix Nobel de physique 2017 a été attribué aux Américains Rainer Weiss, Barry Clark Barish et Kip Stephen Thorne pour « leurs contributions décisives au détecteur LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) et l’observation d’ondes gravitationnelles ». Le premier de ces lauréats a reçu la moitié de ce prix, les deux autres se partageant l’autre moitié. Ces ondes gravitationnell […] Lire la suite

PULSARS

  • Écrit par 
  • Jean-François LESTRADE
  •  • 2 945 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Pulsars millisecondes et fond d'ondes gravitationnelles primordiales »  : […] Les pulsars millisecondes tournent sur eux-mêmes à une vitesse phénoménale en effectuant une rotation complète en moins de 10 millisecondes. Le premier fut découvert en 1982 à Arecibo, et une cinquantaine étaient connus au milieu des années 1990. Leur âge est comparable à celui de l'Univers (supérieur à 1 milliard d'années), leur champ magnétique est faible (10 000 T) relativement à celui des pul […] Lire la suite

RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par 
  • Thibault DAMOUR, 
  • Stanley DESER
  •  • 12 096 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Rayonnement gravitationnel »  : […] Un autre domaine de la relativité générale qui suscite des recherches très actives, tant du point de vue théorique que du point de vue expérimental, est celui des champs gravitationnels rapidement variables, lesquels, une fois engendrés dans la source, s'en éloignent sous la forme d' ondes gravitationnelles. D'où trois problèmes séparés : celui de la génération, celui de la propagation et, enfin, […] Lire la suite

REPRODUCTIBILITÉ EN SCIENCES EXPÉRIMENTALES

  • Écrit par 
  • Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  •  • 2 548 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Tout énoncé scientifique n'est pas reproductible »  : […] Précisons d'emblée que nombre de travaux scientifiques ne sont, par leur nature même, pas reproductibles. Il s’agit souvent d’observations, et non d’expériences. C’est par exemple le cas de recherches en éthologie ou en écologie, qui portent sur le comportement d'espèces, ou le fonctionnement d'écosystèmes, par définition singuliers. La remarque s'applique aussi à des domaines de la connaissance […] Lire la suite

TROUS NOIRS

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre LUMINET
  •  • 12 631 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Collisions de trous noirs et ondes gravitationnelles »  : […] L'hypothèse d’une collision entre deux trous noirs peut à première vue paraître surprenante quand on sait que les trous noirs sont excessivement rares. Cependant, au moins la moitié des étoiles appartiennent à des systèmes doubles. Les couples d’étoiles initialement très massives peuvent donc parfaitement, au terme de leur évolution, former des couples de trous noirs stellaires. Selon la théorie d […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Bernard PIRE, « ONDES GRAVITATIONNELLES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-gravitationnelles/