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Les ondes gravitationnelles

Date : vendredi 03 novembre 2017

Après plus de 40 ans de recherches alliant des travaux expérimentaux et théoriques d’avant-garde, les scientifiques ont récemment réalisé les premières observations directes d’ondes gravitationnelles. Prédites en 1916 par Albert Einstein, ces ondes sont des ondulations de l’espace-temps produites par des masses accélérées. Même pour des évènements cataclysmiques tels que la fin de vie d’un système d’étoiles binaires, les déformations d’espace-temps résultantes sur terre n’induisent que d’infimes variations de longueur, à l’échelle de l’attomètre (10−18).

Trois interféromètres géants développés par les collaborations LIGO aux Etats-Unis et Virgo en Europe ont fonctionné en réseau pendant le mois d’août 2017, ce qui leur a permis de détecter successivement les ondes gravitationnelles produites par la fusion de deux trous noirs, puis celle de deux étoiles à neutrons. Grâce à sa localisation précise, ce deuxième évènement a produit d’autres signaux dans les domaines gamma et visible qui ont pu être observés par une soixantaine d’observatoires dans les heures et jours suivants.
 
Ces résultats exceptionnels constituent plusieurs "premières" : la démonstration directe d'une prédiction de la relativité générale d'Einstein, l'observation directe de la coalescence de deux trous noirs de masse solaire et de deux étoiles à neutrons, la première étude "multi-messagers" d'un phénomène astrophysique.

Il s'agit véritablement de l'ouverture d'une nouvelle ère, celle de l'astronomie gravitationnelle. Ces travaux ont été récemment récompensés par plusieurs prix de prestige : médaille d'or du CNRS attribuée à Alain Brillet et Thibault Damour, prix Nobel de Physique attribué à R. Weiss, B.C. Barish et K.S. Thorne, Breakthrough Prize 2016 attribué à l’ensemble des chercheurs et ingénieurs de la collaboration LIGO-Virgo.

Ce dossier propose une liste de conférences permettant d'avoir une vision exhaustive des recherches menées aussi bien sur le plan théorique qu'expérimental dans ce domaine, ainsi que plusieurs liens utiles :

- Site Virgo : http://public.virgo-gw.eu
- LIGO Open Science Center : https://losc.ligo.org/about/
- Communiqué et dossier de presse CNRS : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5253.htm
- Equipe Virgo du Laboratoire Kastler Brossel : http://www.lkb.upmc.fr/optomecanics/

Dossier réalisé en collaboration avec Antoine Heidmann (Directeur du Laboratoire Kastler Brossel).

 

Exposés proposés pour ce dossier :
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La détection des ondes gravitationnelles 100 ans après Einstein
Luc Blanchet
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Gravitational Waves : Theory, Sources and Detections (2/2)
Alexandre Le Tiec
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Gravitational Waves : Theory, Sources and Detections (1/2)
Alexandre Le Tiec
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General Relativity, Gravitational Waves and Black Holes
Thibault Damour
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The birth of gravitational astronomy
Patrice Hello
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Les ondes gravitationnelles : une nouvelle fenêtre sur l'univers
Patrice Hello
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Observables and observations of the early Universe ; the Planck mission capabilities
Jean-Loup Puget