L'Académie des sciences salue la naissance d'une nouvelle astronomie

Christian Bordé, Catherine Bréchignac, Yvonne Choquet-Bruhat, Thibault Damour et Michel Davier, membres de l’Académie des sciences

Une nouvelle fenêtre s’ouvre sur l’Univers. Un siècle après leur prédiction par Einstein, des ondes gravitationnelles en provenance de l’Univers lointain viennent d’être détectées sur Terre, apportant pour la première fois une preuve directe de l’existence des trous noirs.

Depuis les années 60, les ondes gravitationnelles faisaient l’objet de recherches intensives par la mise en œuvre de détecteurs mécaniques résonnants, puis de gigantesques interféromètres optiques. La réalité de la propagation par ondes de la gravitation a été établie dans les années 80-90, grâce à l’observation du mouvement de plusieurs pulsars binaires. Cependant, leur émission hors du système n’avait encore pu être détectée.
Les ondes gravitationnelles sont des déformations de l’espace-temps extraordinairement petites, qui se propagent à la vitesse de la lumière. Elles proviennent de sources astrophysiques d’une puissance extrême, telle la coalescence de systèmes binaires d’astres très compacts comme les trous noirs ou les étoiles à neutrons. Fin 2015, des fluctuations, d’un facteur relatif de l’ordre de 10^-21, ont été enregistrées dans la longueur des deux bras d’un interféromètre de Michelson muni de cavités Fabry-Pérot. Ces signaux n’ont duré qu’une petite fraction de seconde, mais leur forme portait la signature de leur source : la coalescence de deux trous noirs ayant une masse de l’ordre de 30 masses solaires, et situés à environ 400 Mpc (1 parsec (pc) ≈ 3,26 années-lumière) de la Terre.
Cette découverte constitue deux grandes premières : la détection d’ondes gravitationnelles et l’observation de la fusion de deux trous noirs, en parfait accord avec la dynamique de ces objets prédite par la relativité générale. Un accord qui apporte une nouvelle confirmation de la théorie d’Einstein dans un régime encore inexploré.[...]

Pour mieux comprendre les avancées scientifiques et technologiques qui ont permis la détection des ondes gravitationnelles, découvrez le grand dossier que La Lettre de l'Académie des sciences (n°35-36) a consacré à la lumière, et qui paraît ce 11 février.