Vient-on vraiment de découvrir les 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.

La publication ‘historique’ est ici.

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 ou 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 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 ce 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 neutron, 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 (cf figure ci-dessous). À ma connaissance, plus personne ne doutait 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 ».

Mesure (points), indépendantes de la récente détection par LIGO, de l'évolution de la période et comparaison (trait plein) avec la prédiction due à l'émission d'ondes gravitationnelles, pour un système binaire.
Mesure (points), indépendantes de la récente détection par LIGO, de l’évolution de la période et comparaison (trait plein) avec la prédiction due à l’émission d’ondes gravitationnelles, pour un système binaire.

2) A-t-on enfin vu les gravitons ?

Non. Les gravitons sont d’hypothétiques « quanta » de champ gravitationnel qui apparaissent dans les théories de gravitation quantique. Il n’y a pas de graviton dans la théorie de Newton et pas d’avantage dans la théorie d’Einstein, la relativité générale, qui est une théorie classique. Les ondes gravitationnelles sont des phénomènes purement non-quantiques et leur détection n’a, pour l’essentiel, rien à voir avec les gravitons.

3) A-t-on vu les ondes gravitationnelles primordiales ?

Non. Il y a peu de temps, eut lieu une grande effervescence autour des mesures de l’expérience BICEP2 qui pensait avoir mesuré les ondes gravitationnelles primordiales. Puis l’expérience Planck a montré que tel n’était pas le cas : il s’agissait en fait de poussière. Est-ce que LIGO vient de réaliser enfin cette mesure ? Ce n’est pas le cas. Les ondes gravitationnelles mesurées par LIGO sont émises par des objets qui se trouvent dans l’univers contemporain. Ce sont des phénomènes qui se produisent en ce moment. Au contraire, les ondes gravitationnelles primordiales auraient été émises juste après de Big Bang. De plus, à la différence de celles observées par LIGO, elles ont une origine quantique. Cette quête fascinante reste donc ouverte.

Système binaire de trous noirs (crédits : NASA)
Système binaire de trous noirs (crédits : NASA)

4) A-t-on enfin prouvé la relativité générale ?

Non. Aucune théorie n’est prouvée ni prouvable en sciences de la nature. Il est toujours possible qu’une nouvelle expérience vienne infirmer demain la théorie considérée. Donc la mise en évidence – qui, répétons-le, fut opérée il y a plus de 40 ans – des ondes gravitationnelles ne « prouve » pas la relativité. De plus, ce n’est pas une prédiction de la théorie d’Einstein spécifiquement centrale : la théorie a déjà été mise à l’épreuve d’un très grand nombre de manières différentes et extrêmement probantes. Les ondes gravitationnelles sont un des très nombreux piliers qui étayent la relativité, sans primat particulier.

5) Va-t-il enfin devenir possible de tester les théories « au-delà » de la relativité générale ?

Non. Il y a déjà de nombreux tests opérés et des limites très sévères sont d’ores et déjà posées sur les extensions de la théorie d’Einstein. La plupart de ces modèles (il y a des exceptions) conduisent à des ondes gravitationnelles pratiquement identiques à celle de la relativité générale dans le domaine de sensibilité et de fréquence visible par LIGO (et son cousin franco-italien Virgo). Les détails ont été étudiés ici, montrant que les systèmes binaires de pulsars déjà observés par d’autres moyens sont des sondes beaucoup plus sensibles dans la plupart des cas. Néanmoins, la porte est loin d’être fermée et des avancées intéressantes peuvent être possibles dans ce domaine également grace à LIGO/Virgo. C’est ce que suggère le premier article de détection.

LIGO (crédit : collaboration LIGO)
LIGO (crédit : collaboration LIGO)

6) Alors, cette mesure n’a-t-elle aucun intérêt ?

Évidemment pas ! Tout au contraire ! Si cette détection ne me semble pas être une avancée majeure pour la physique fondamentale, ni une découverte révolutionnaire en elle-même puisqu’elle confirme l’existence d’objets attendus par la mesure d’un signal attendu, elle est bel et bien extraordinaire pour l’astrophysique. Et fascinante au niveau technique : ce qui a été mis en oeuvre pour arriver là dépasse tout simplement l’imagination. Pour la première fois nous allons pouvoir utiliser les ondes gravitationnelles pour sonder l’Univers ! Nous disposons d’un nouveau « médiateur » du cosmos. C’est une grande nouvelle. À chaque fois qu’il a été possible de scruter les profondeurs cosmiques d’une nouvelle manière, des objets imprévus se sont révélés. C’est de ce coté que je suis le plus excité par cette avancée et que la crois la plus significative.

Jamais nous n’avions « vu » de trous noirs ainsi. Que l’on ait même observé, dès cette première mesure interférométrique, le moment angulaire du trou noir résultant de la coalescence est absolument merveilleux. Cela ouvre des possibilités faramineuses. Et penser que pendant quelques instants l’énergie emportée par les ondes gravitationnelles  fut 50 fois plus grande que celle de tout l’Univers visible laisse rêveur. À titre personnel, je suis presque plus sensible à la dimension « nouvel élément fort en faveur des trous noirs » que « nouvel élément fort en faveur de l’existence d’ondes gravitationnelles ».

Je pense que LIGO ouvre la porte d’un pan entier et passionnant d’astrophysique dans lequel l’antenne européenne, Virgo, jouera d’ailleurs aussi un rôle. Nous allons peut-être voir enfin avec des yeux de géomètre et réaliser, un peu, du projet platonicien … Et cela, oui, c’est une magnifique perspective qui nous rappelle à un peu d’humilité : le monde est tellement plus riche que ce que nous en percevons usuellement.

Crédit : LIGO
Crédit : LIGO

Découvrez le site de l’observatoire LIGO.

76 réflexions sur “ Vient-on vraiment de découvrir les ondes gravitationnelles ? ”

  1. Bonjour
    Dans l’article paru dans Physical Review ce jour, il est indiqué que l’analyse des signaux a permis de mettre des contraintes supplémentaires sur la masse du graviton. C’est donc bien la preuve que contrairement à ce que vous affirmez la détection d »ondes gravitationnelles permet de tester l’au-delà de la relativité générale, comme indiqué également avec plus de détails dans cet article de revue : http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2009-2/fulltext.html

    1. Bonjour Robert,
      Je suis bien d’accord. Et c’est pourquoi j’ai écrit explicitement dans le billet « il y a des exceptions ». Je dis simplement que dans les grandes classes génériques de théories « au-delà de la relativité générale », en particulier pour ce qui concerne les théories scalaire-tenseurs, les contraintes déjà posées par d’autres moyens ne seront pas améliorables par LIGO-Virgo. Certains modèles très particuliers pourront bénéficier de contraintes intéressantes.
      Amicalement,
      Aurélien.

    1. J’en suis désolé Serge. Ce petit billet est juste une mise au point face à certaines informations à mon sens erronées qui circulent. Ce n’est pas une introduction au sujet des ondes gravitationnelles. Pour cela, je vous invite à consulter les articles Futura à ce sujet.
      Amitiés,
      Aurélien

  2. Bonjour,
    Vous dites que cette détection concerne des événements qui se déroule en ce moment.
    Or il me semble que les ondes gravitationnelles se déplacent à la vitesse de la lumière ?

    bonne soirée
    regalt

    1. Bonjour Robert,
      Je suis bien d’accord. Et c’est pourquoi j’ai écrit explicitement dans le billet « il y a des exceptions ». Je dis simplement que dans les grandes classes génériques de théories « au-delà de la relativité générale », en particulier pour ce qui concerne les théories scalaire-tenseurs, les contraintes déjà posées par d’autres moyens ne seront pas améliorables par LIGO-Virgo. Certains modèles très particuliers pourront bénéficier de contraintes intéressantes.
      Amicalement,
      Aurélien.

      1. Regalt, vous avez raison je crois, l’evenement qui sest deroulé « en ce moment » est la detection en soit et non la combinaison des trous noirs, qui elle se serait fait il y a 1,3 milliards d’annees

    2. L’article dit à la fois « Les ondes gravitationnelles mesurées par LIGO sont émises par des objets qui se trouvent dans l’univers contemporain » et « en ce moment » : dans l’idée (et Aurélien me contredira si ce n’est pas son avis), la fusion des trous noirs est contemporaine, voire « en ce moment » car elle a eu lieu il y a « seulement » 1 milliard d’années, donc quand l’Univers avait ~13 milliards d’années, ce qui est à peu de choses près son âge actuel (~14 milliards d’années). Alors que les ondes gravitationnelles primordiales ont été émises quand il avait moins d’une seconde, ce qui est très différent et non comparable.
      Vu en terme de « redshift », c’est plus parlant encore : ces ondes ont été émises à z=0,1 environ, soit proche du z=0 d’aujourd’hui, contre z>>1000 pour les ondes primordiales. Ce sont donc bien des périodes très différentes.

  3. Je vois que si l’on vous demandait si ce que vous voyez est vrai, vous répondriez : « Non, je ne vois qu’une image de ce que je ne peux réellement connaître, et il est donc aussi possible que cela n’existe pas tel ».
    A la question : « l’Univers existe-t-il ? », vous ne répondriez que rien n’est moins certain, car vous diriez que ce que vous percevez n’est que ce que votre conscience vous autorise de penser, et qu’en dehors de celle-ci, il peut très bien ne rien y avoir, donc pas d’Univers du tout ! Et que ce qui vous fascine le plus n’est que ce vous pouvez penser par vous seul. Audacieux ! Mais un peu arrogant.

    1. Cher bigrip,
      Je pense pourtant n’avoir rien dit que des banalités épistémologiques et je vous jure que l’humilité est mon guide !
      Amitiés,
      Aurélien.

      1. Bonjour Aurélien.
        Je ne suis qu’un petit amateur en astrophysique, mais j’aimerais vous poser une question simple.
        Alors qu’il est admis qu’au niveau atomique une physique différente sois possible, la physique quantique, pourquoi au niveau cosmologique cela ne pourrait-il pas l’être également? Il me semble que la gravité comme nous la connaissons actuellement pose problème à des échelles supérieur. Cette façon de voir les choses ne pourrait elle pas permettre d’aider à mieux comprendre certains mystères liés à la gravité, la matière noire ou l’énergie sombre? Trés cordialement. François Faget.

  4. Un pas important dans la compréhension du mécanisme de l’Univers s’est produit hier…mais n’a pas fait la une des médias!…
    Ça n’intéresse pas la plupart des humains plus occupés à leurs tractations mercantiles et à leur guéguerres religieuses…
    Ça leur aurait pourtant fait du bien de s’y intéresser car ça leur aurait permis d’élever un peu plus le niveau de leurs aspirations et la compréhension de ce qui les entoure…

    1. les avancées scientifiques ne sont pas nécessairement un frein aux « tractations mercantiles et aux guéguerres religieuses ». Je vous rapelle que le début du XXe siècle a été des plus prolifiques et que cela n’a pas prévenu les deux guerres mondiales qui ont suivi, dans lesquelles des scientifiques éduqués se sont comportés comme tous les autres, souvent avec une rigueur implacable.

      bien à vous

  5. Présentation et point de vue toujours aussi passionnants. Le  » contre-jour  » que vous donnez des phénomènes qui ont été observés ( démontrés ? )est déstabilisant et permet une remise en question personnelle bien agréable.

  6. La mesure de l’onde gravitationnelle est quand meme le tampon definitif de son existance. Jusqu’à maintenant son existance etait démontrée par une interpretation indirecte, qui, comme tout interpretation, garde une part d’incertitude.

    En tout cas c’est ce que j’ai compris des publications diverses… aujourd’hui la mise en cause ne serait plus possible…. de nombreuses études basées sur d’autres hypotheses vont donc devoir etre cloturée…

    1. Bibi, j’ai expliqué en details dans le billet pourquoi je suis en désaccord avec le début de votre message qui ne me semble pas exact.
      Concernant les deuxième partie je ne vois pas vraiment quelles sont « les autres hypothèses qui devront être clôturées » puisque l’existence d’ondes gravitationnelles faisait l’unanimité ou presque dans les théories gravitationnelles !
      Amitiés,
      Aurélien.

  7. Merci et très clair: ce n’est pas la découverte d’une nouvelle théorie ou d’une preuve, c’est un nouveau moyen d’observer l’univers.

  8. Pb : on a mis en évidence les ondes gravitationnelles. On les a donc « vues » à travers des instruments et des méthodes mis au point pour cela. Superbe performance. Ce qui me trouble : la confirmation de l’existence de ces ondes gravitationnelles confirmen ce qui a été décrit par les mathématiques dans la théorie de la relativité généralisée. Cela veut donc dire qu’on ne cherche pas (ou très peu) l’existence et les propriétés de phénomènes, objets, … physiques n’étant prévus par le calcul mathématique / ne développant pas les « outils » qui seraient nécessaires pour les « voir ».
    J’ai tout faux ou y a-t-il un peu de vrai ?

    1. C’est le principe même de la démarche scientifiques entre mesures, théorisation pour expliquer ces mesures en élaborant un modèle mathématique et enfin détermination de prédictions nouvelles à partir de ce modèle qui amènent à faire de nouvelles mesures pour confirmer où infirmer la précision du modèle. Par définition, effectivement on ne trouve pas ce que l’on ne cherche pas par contre, il peut arriver que l’on ne pas trouve ce que l’on cherche, ce qui conduit à ce moment là à la remise en cause d’une théorie physique. C’est ce principe qui a quasiment toujours conduit aux principales révolutions en physique(relativité, mécanique quantique) : l’apparition d’une crise théorique qui a bouleversé certains fondements.

    2. @FEASSON Christian:
      C’est le principe même de la démarche scientifiques entre mesures, théorisation pour expliquer ces mesures en élaborant un modèle mathématique et enfin détermination de prédictions nouvelles à partir de ce modèle qui amènent à faire de nouvelles mesures pour confirmer où infirmer la précision du modèle. Par définition, effectivement on ne trouve pas ce que l’on ne cherche pas, par contre, il peut arriver que l’on ne pas trouve ce que l’on cherche, ce qui conduit à ce moment là à la remise en cause d’une théorie physique. C’est ce principe qui a quasiment toujours conduit aux principales révolutions en physique(relativité, mécanique quantique) : l’apparition d’une crise théorique qui a bouleversé certains fondements.

  9. Bonjour,
    Cette détection des ondes gravitationnelles sont un grand pas dans la science moderne. Personnellement je ne voyais pas l’intérêt de chercher absolument à détecter ces ondes, dont je ne comprenais d’ailleurs pas l’existence. Mais il y a quelques mois j’ai regardé la série de vidéos de Richard Taillet, de l’université de Savoie, et j’ai compris, au moins un peu, l’aspect « magnétique » de la gravitation, pouvant expliquer une propagation d’ondes.

    J’aime beaucoup les présentations sous forme de vidéos, j’ai toujours été réceptif à cette forme, peut-être que je suis un « auditif » ou un « visuel ». Je préfère voir et entendre plutôt que lire.
    J’ai apprécié les vidéos que vous avez vous même faite sur FS ainsi que celles de Etienne Klein.

    Cordialement.

    CM63, de Futura-Science, vous avez peut-être lu mes interventions sur le forum.

  10. Concernant ces idées d’observation directes et indirectes, on est bien d’accord qu’en sciences, on ne fait qu’observer les conséquences d’un phénomène. Ici un déphasage dans un rayon laser.

    Pourtant, puisqu’on parle d’epistémiologie, qu’est-ce que l’observatoire LIGO aurait pu mettre en évidence, en dehors des ondes gravitationnelles ?

  11. bonjour,
    les ondes gravitationnelles qui sont a l’échelle subatomique permettrons t elles de détecter d’éventuels éléments physiques a cette échelle là?, et pourront elles être utilisées pour « voir » au delà du mur de Planck?

  12. Bjr Aurélien

    oui, l’existence des ondes gravitationnelles est admise depuis 1993 mais aujourd’hui elles viennent d’être confirmée directement.

    « Aucune détection n’est jamais « directe » » Vous rendez vous compte de ce que vous écrivez là ? vous « détectez » mes propos en les lisant mais vous prétendez le faire indirectement : c’est un point de vue philosophique relatif à votre conception nouménale des choses … ( voir Kant)

     » Aucune théorie n’est prouvée ni prouvable en sciences de la nature. Il est toujours possible qu’une nouvelle expérience vienne infirmer demain la théorie considérée. »

    C’est le point de vue de Popper ! il y en a d’autres… cependant la question qu’on vous pose n’admettait pas d’autres réponses que la votre. La théorie n’est qu’un concept inventé par notre raison pour essayer de placer les faits dans un cadre causal.

    Pour conclure, l’annonce a été , selon moi, bien présentée et de façon mesurée.
    Les ondes gravitationnelles ont bien été détectées directement et désormais elles permettront de sonder l’univers de manière inédite

    Cordialement

    1. Bonjour tofk,

      Il est tout à fait évident que d’autres points de vue que le mien sont possibles ! J’en suis parfaitement conscient et ce « blog » ne reflète précisément que mon sentiment qui n’a aucune vocation hégémonique. La diversité des analyses scientifiques fait partie, je crois, de ce qu’il ne faut pas cacher.

      Je reste perplexe sur cette différence directe/indirecte qui vous semble si évidente. Dans un cas l’émission ondes gravitationnelles se manifeste par un changement de période de deux objets qui se tournent autour, dans l’autre cas le passage de l’onde se manifeste par une « variation de longueur » des bras d’un dispositif qui va induire un défilement de franges d’interférences. Laquelle est plus directe ? Rien ne me semble moins évident.

      Je suis, par ailleurs, très critique sur Popper. Mais pas sur cet aspect là de la philosophie de Popper. Pouvez-vous me citer une seule théorie physique qui soit prouvée ? Je suis certain que non … Je ne connais aucune épistémologie sérieuse qui prétende qu’il est possible de prouver une théorie physique. Je pense n’avoir fait que rappeler un lieu commun.

      Et je pense, comme vous, que l’annonce a été effectivement bien faite. J’ai beaucoup aimé la conférence de presse. Je mentionne juste quelques inexactitudes (à mon sens) lues ici et là pour que cette magnifique avancée soit appréciée pour ce qu’elle est vraiment ! Et je suis ravi que cela suscite de saines et respectueuses discussions.

      Bien amicalement,
      Aurélien.

  13. Bonjour Professeur Barrau,

    je voudrais profiter de ce blog pour poser à un spécialiste une question qui me taraude depuis pas mal de temps. La gravitation se voit communément accoler le qualificatif d’universelle. Ce terme se trouve concrétisé en relativité générale par l’affirmation que tous les corps soumis uniquement à un champ de gravitation, suivent les mêmes trajectoires dans l’espace-temps (i.e. les géodésiques) indépendamment de leur masse et de leur composition interne. Cependant, pour autant que je sache, ce principe n’a été vérifié expérimentalement que pour la matière « ordinaire » (en y incluant la lumière). Plus fort encore, on déduit certaines propriétés de la matière noire en postulant qu’elle se couple à la gravitation avec la même « force » que la matière connue. En l’absence de confirmations expérimentales, ne faudrait-il pas supposer, en toute généralité, que, en utilisant le langage du modèle standard, la constante de couplage entre les divers champs de matière (leptons, mésons, baryons, photons, neutrinos, Higgs-Engler-Brout, …) et la gravitation est a priori propre à chacun de ces champs, et pas nécessairement identique pour tous? Plus simplement, existe-t-il un argument théorique solide qui supporte l’universalité de la gravitation dans le sens que je viens de décrire?
    Merci d’avance pour votre réponse.

    1. Pas vu de réponse, j’en tente une :
      Dans l’esprit de la Relativité Générale, la chute des corps soumis à la gravitation n’est pas liée à une « constante de couplage », mais à une déformation de l’espace-temps qui indique aux particules quelles qu’elles soient (matière, lumière, matière noire, …) comment se déplacer. Donc n’importe quel objet dans l’espace-temps est soumis à ce champ de gravitation de la même manière. Ainsi, l’argument théorique est très fort pour dire que la matière noire devraient réagir à la gravité comme la matière « normale ».
      Des tests sont d’ailleurs en cours sur d’autres « types » de matière : l’antimatière se comporte-t-elle comme la matière dans un champ de gravité ? A priori oui, mais confirmation expérimentale attendue (il faut former et bloquer des anti-atomes d’hydrogène, puis voir s’ils tombent normalement : pas simple ! Résultats attendus « dans les années à venir »). Et à ma connaissance, pas de test réalisé/réalisable sur les 2ème et 3ème « familles » de matière: quid de mesurer par exemple comment un muon se comporte dans le champ gravitationnel ? Encore plus compliqué, car le muon ne vit que ~2 millionièmes de seconde : c’est très peu pour faire des tests, probablement pas réalisable (?) …

      1. Merci K pour ta réponse (j’espère que le tutoiement ne te dérange pas). Je reprends tes paroles: « aux particules quelles qu’elles soient ». C’est justement cette affirmation qui me titille. Pour peu que je sache, les équations du champ de la relativité générale font intervenir la constante de gravitation « universelle », tant pour des raisons dimensionnelles que pour que la RG nous rende asymptotiquement (champs faibles, vitesses petites par rapport à c, etc…) la théorie de Newton. Si ça ce n’est pas une constante de couplage, alors je n’y comprends rien. Comme tu le décris, il y a déjà eu des expériences de validation et d’autres peut-être en cours avec des anti-atomes d’hydrogène. Il me semble me souvenir avoir lu il y a longtemps un article de vulgarisation sur une expérience de chute libre (dans un puit de mine aux USA) sur des neutrons thermalisés (« refroidis »). Celà démontre bien que certains considèrent que ça en vaut la peine, et c’est très bien ainsi. J’ai demandé un jour à un astrophysicien si on avait essayé de mesurer le redshift gravitationnel des neutrinos solaires ou si au moins ce genre de mesure était à la portée des techniques expérimentales actuelles. Je n’ai malheureusement jamais reçu de réponse. Si c’est possible, l’intérêt des neutrinos est justement, qu’en vol, qu’ils oscillent entre les 3 générations: électronique, muonique et tauique.Je pense que ce phénomène d’oscillation est maintenant assez largement admis dans la communauté des physiciens. Comme on connait assez bien les réactions de production de ces neutrinos dans le soleil, on a sans doute une bonne idée du spectre. L’expérience consisterait alors à mesurer le différentiel entre les spectres des 3 générations pour tenter de déceler une possible différence dans les redshift gravitationnel des spectres. Mais je m’attends à ce qu’un spécialiste me fasse un rapide calcul sur un coin de nappe pour démontrer qu’une telle mesure est encore à quelques ordres de grandeur au-delà de la sensibilité de nos instruments actuels. Mais, comme dans le cas des µ-ons que tu cites, ce n ‘est pas parce qu’on est conscient qu’un quelconque effet est (aujourd’hui) indécelable, qu’on peut balayer cet effet d’un revers de la main. Après tout, Einstein avait, à la demande d’un admirateur, calculé la déviation de la lumière par une masse cosmique, mais avait déclaré cet effet à jamais indétectable. Un demi-siècle plus tard, l’exploitation des lentilles gravitationelles bat son plein.
        Amicalement,
        Henri

          1. Bonjour Henri,
            Je n’arrive pas à répondre à ton dernier post, donc je réponds au précédent.
            La RG part du principe que E=mc^2 et de l’hypothèse que le principe d’équivalence est respecté, donc que c’est l’énergie (ou son équivalent en masse, d’après E=mc^2) qui génère la gravité. C’est donc un axiome de base : soit la RG est valide et la gravité doit s’appliquer de même pour les autres formes de matière (ou énergie), soit cet axiome de base saute et il faut repenser la physique différemment (mais comment ? Ca dépendra des observations que l’on n’a pas encore, donc impossible à dire … On peut faire des hypothèses, mais ça peut partir dans tous les sens ! Question : à la fin du 19è siècle, qu’aurait-on pensé d’un théoricien qui aurait inventé un truc aussi saugrenu que la physique quantique ? Objectivement, on l’aurait envoyé à l’asile … Ce sont les observations qui nous font dire que le monde fonctionne de manière aussi « bizarre » !)
            Bref, tout ça pour dire que la RG semble vérifiée depuis 1 siècle, et donc qu’on part du principe que ses postulats de base sont sans doute pas si faux que ça ; -)

            Pour le redshift, étoiles et galaxies ont des spectres discrets (raies Lyman, double raie du sodium, …), à la fois en émission et en absorption !
            Et pour les quasars, le spectre est assez plat mais ils ont quand même qques raies d’émissions mais aussi et surtout plein de raies d’absorption (la « forêt Lyman » notamment) entre z = 0 et le z0 du quasar, mais évidemment pas au-delà de z0 : donc on obtient directement le redshift z0 (la limite sup des raies d’absorption) avec précision grâce aux raies d’absorption !

        1. Avec plaisir Henri pour le tutoiement !
          Dans ma compréhension (rappel : je ne suis pas spécialiste de la Relativité Générale !), pour la RG, la gravité n’est PAS une force, donc il n’y a pas vraiment de notion de « couplage » …
          Ce que dit la RG, c’est qu’une masse (ou une énergie pour être plus précis) déforme l’espace-temps environnant, en le rendant « courbé » (ie tenseur de Riemann non nul). Et c’est cette courbure de l’espace-temps qui détermine les géodésiques que doivent suivre les particules de matière (et de lumière, via un passage à la limite quand m tend vers 0 mais en conservant l’énergie).
          Or ces géodésiques ne dépendent pas, par construction, de la nature des particules (ie principe d’équivalence) ! Le principe d’Equivalence (constat expérimental à l’époque, et tjs vérifié) est d’ailleurs un axiome de base pour la construction de la RG.
          En approche quali : lâche 2 objets dans le vide et regarde leur trajectoire. On constate que qque soit ce dont ils sont constitués, ils suivent la même trajectoire. Einstein en a conclu que cette trajectoire ne dépend pas de la nature de l’objet mais que c’est le reflet d’un espace-temps courbé, et c’est cette courbure qui entraîne cette trajectoire (géodésique) unique pour tout les objets. Et il a développé la RG sur cet axiome. Donc si la RG est « vrai », la matière noire (et l’antimatière) DOIT se comporter comme la matière ordinaire dans un champ de gravité.

          Pour les neutrinos solaires, je pense que le problème est qu’ils ont à la base un spectre d’énergie assez large et non pas « monochromatique » (terme mal choisi, on devrait dire mono-énergétique ; -). Or pour mesurer un redshift, il faut un spectre discret (c’est pas précis du tout avec un spectre continu) … Du coup, je pense que ce n’est pas faisable. JMHO

          1. Bonjour K.

            tu m’excuseras d’insister. Je vais reprendre mon argument par un autre chemin. La GR est une très belle théorie. Mais elle n’est pas à ce point parfaite qu’elle PRÉDIT la valeur d’une constante naturelle. Pas plus que l’électrodynamique quantique – une autre très belle théorie – ne prédit la permitivité du vide ou la vitesse de la lumière. Il faut bien, quels que soient les calculs, que si on veut finalement obtenir un résultat numérique, par exemple, la limite de Chandrasekhar ou le rayon de Schwarzschild, on introduise au moins une constante naturelle. Et cette constante – qui dans le cas de la RG est la bonne vieille contante de gravitation – doit être mesurée expérimentalement (voir Eötvös p.ex.). Ce que je dis, c’est que stricto sensu, cette constante n’a été mesurée que pour une partie seulement de la matière-énergie connue. Et ma question à Aurélien était: existe-t-il un bon argument théorique qui permette de raisonnablement supposer que cette constante a bien la même valeur pour toute forme connue ou encore inconnue de matière-énergie. Ou plus simplement, que c’est une vraie constante qui ne dépend, p.ex. pas du tout de la courbure locale de l’espace-temps. Ce qui évoque d’ailleurs une autre question: la RG prédit-elle une déviation des ondes gravitationnelles par des masses et, si oui, cette déviation est-elle identique à celle de la lumière?

            Concernant le mesure du redshift, je crois que tu oublies qu’on mesure le redshift d’étoiles, de galaxies, de quasars etc.. qui ont tous un spectre continu. Ne va pas dire aux astronomes actifs dans ce domaine que ce n’est pas précis du tout. Ils ne vont pas apprécier, je crois.

            Amicalement,
            Henri

  14. Bonsoir Mr Barrau,

    C’est toujours un plaisir de vous entendre ou de vous lire. Merci d’expliquer, d’approfondir et de me laisser approcher ces grands sujets et ces théories si complexes avec des mots et non des équations, qui me sont étrangères! Bonne continuation et merci.
    Cyril

  15. Merci, pour cet article de qualité !
    Merci pour vos travaux de recherche et de vulgarisation !
    Merci également pour votre disponibilité à la vue des commentaires !

    Message d’un simple profane pour qui la science apporte à chaque découverte sa part de rêve 🙂

  16. La lumière ne peut s’échapper d’un trou noir. Mais quid pour des ondes gravitationnelles ? Se comportent-elles comme la lumière puisqu’elles sont liées au champ gravitationnel alors que la lumière en subit l’influence ?
    Merci d’un bout d’explication.
    Et bravo pour la clarté de l’article.

    1. Bonjour Pierre,
      Je pense qu’il y a confusion entre le contenu et le contenant : la lumière ne peut s’échapper du trou noir : elle est contenue dans cet espace-temps, mais les ondes gravitationnelles sont les « ondulations » de l’espace-temps lui-même (c’est le contenant).
      David

  17. Je serais curieux de savoir comment Virgo jouera un rôle face aux deux ou trois LIGO beaucoup plus sensibles.
    Petite remarque aux commentaires et reponses ici: il semble que le graviton peut etre vu comme une concequence de la gravité (classique) et de la mecanique quantique (principe de superposition). Le graviton, lui, implique bien les ondes gravitationelles. Donc on peut dire qu’elles ont été indirectement detectées le jour où on a compris la mecanique quantique et sa theorie de la decoherence. J’ai bon? 😛

  18. On peut donc peut-être considérer qu’il s’agit de la première détection d’une onde gravitationnelle « locale » (ayant traversé la terre), les précédentes détections étant basées sur des influences distantes ?

    A vous lire, il me semble que cet évènement aura finalement plus d’applications concrètes, grâce à l’émergence d’un nouveau moyen d’observation, que de valeur symbolique, à l’inverse du Higgs, dont la détection (qui ne faisait déjà que confirmer une théorie reconnue) était bien une première, mais faisant appel à des technologies déjà éprouvées.

    Le nouveau boson que le CERN semble avoir récemment découvert devrait pour le coup avoir d’avantage d’implications théoriques…

  19. Bonjour,
    La « méthode d’unitarité », qui est une simplification des diagrammes de Feyman, a montré théoriquement que chaque graviton serait une sorte de combinaison de deux gluons (Pour la science n° 85 octobre-décembre 2014 : Zvi BERN, Lance DIXON et David KOSOWER). Au vu des précédents succès de cette méthode, est-ce une avancée majeure qui expliquerait que la gravitation ne serait pas très différentes des autres forces fondamentales ? Quels sont les derniers développements sur ce sujet ?
    Merci d’avance.
    Marc

  20. Cher Aurélien,

    tu dis que les théories tenseur-scalaires ne pourront pas être mieux contraintes par les observations de LIGO-VIRGO. Il ne me semble pas que ce que tu affirmes soit correcte. D’abord, les contraintes sont bel et bien améliorées par rapport aux pulsars binaires, comme l’indique la figure 6 du papier de la collaboration LIGO-VIRGO traitant du test de la relativité générale. D’autres observations avec un meilleur rapport signal à bruit devraient améliorées ces contraintes.

    Ensuite, dans le cadre des théories tenseur-scalaires que tu mentionnes, un système de type trou-noir/étoile à neutron devrait émettre un fort rayonnement dipolaire à cause de la différence de sensitivité des deux astres. Ce type de rayonnement devrait avoir un impacte radical sur la coalescence, car il modifie sensiblement la quantité d’énergie perdue lors de celle-ci. La sensitivité pour une étoile à neutron dépend de son équation d’état mais est toujours sensiblement inférieure à la sensitivité limite des trous noirs. Or, à ma connaissance, il est attendu que LIGO-VIRGO détecte ce type de binaires aussi. Donc LIGO-VIRGO pourrait bel et bien mettre de nouvelles contraintes sur ce type de théories.

    Par ailleurs, la similitude entre les ondes gravitationnelles en relativité générale et en théories tenseur-scalaires n’a été suggéré qu’en champ faible à ma connaissance — j’entends, là où le développement perturbatif post-Newtonien fait sens. A ma connaissance, rien ne dit que les phases réellement non-linéaires devraient correspondre aussi. Au contraire, je crois qu’il est raisonnable de s’attendre à ce que le degré de liberté scalaire ait un impacte important en régime non-linéaire. Or, ce sont bien ces phases qui sont nouvellement accessibles à l’observation avec LIGO-VIRGO.

    Dans tous les cas, il me semble, au mieux, (très) prématuré d’affirmer que LIGO-VIRGO ne contraindra pas les théories alternatives telles que les théories tenseur-scalaires.

    Amicalement,

    Olivier

    1. Bonjour Olivier,
      Oui, nous verrons ! Et je serais plus que ravi que les limites soient effectivement améliorées.
      Mon avis se fondait, entre autre, sur ce type de travaux : article où il est rappelé que les « binary-pulsar data are so precise that they already exclude the models which would have predicted significant effects in the gravitational waveforms ». C’est même un argument qui a été utilisé maintes fois pour dire que les calculs des formes d’ondes utilisées par Virgo/LIGO étaient très fiables parce qu’ils étaient essentiellement insensibles aux modifications (réalistes) de la RG. Mais il est vrai que la porte est loin d’être fermée. Merci pour ces précisions et soyez certain que mon enthousiasme pour cette nouvelle astronomie est extrême !
      Amitiés,
      Aurélien

  21. Mécanisme d’émission des OG:
    – un couple d’étoiles binaire émet-il des OG ? (à priori non)
    – ne faut-il pas une décélération/ accélération pour avoir des OG ?
    – pourquoi 2 étoiles à neutrons n’orbitent-elles pas simplement sans émission d’OG ?
    Merci beaucoup

    1. Toute masse accélérée émet des OG, mais pour que ce soit mesurable, il faut des masses énormes avec des accélérations très fortes. Typiquement, couples d’étoiles à neutrons et/ou trous noirs : dans un couple, les 2 astres tournent l’un autour de l’autre et « s’accélèrent » mutuellement, ce qui provoque l’émission d’OG. Et plus les astres sont lourds et proches, plus ils sont accélérés, et donc plus les OGs sont puissantes.

  22. Merci pour la mise au point.

    A propos des mesures par ondes gravitationnelles, à quoi peut-on s’attendre dans les prochaines années ? Vers quels objets dirigera-t-on à priori les antennes ?

    1. Bonjour Pierre,
      On ne dirige pas les antennes, c’est un instrument qui ne « pointe » pas.
      Amitiés,
      Aurélien.

  23. Hello, voilà ma vision de la chose :

    Ce qui a eu lieu est tout simplement la 1ère mesure du 1er appareil de détection d’ondes gravitationnelles construit sur terre.

    C’est aussi important que le jour où Galilée a mis son oeil pour la première fois dans le téléscope qu’il avait construit ! (Je sais, refs historiques contestables…bref)

    Ce que cette mesure « prouve » – comme le dit si bien l’auteur de cet article – est « secondaire » (déjà découvert) par rapport à ce que ça va nous permettre d’observer !

    Ça va être un saut qualitatif du même ordre que la différence entre observer l’univers à l’oeil nu ou à travers les images de Hubble !

    Là on pourra carrément voir à travers les galaxies, regarder dans les trous noirs… peut-être même détecter la matière noire. .. La fête du slip pour les thésards !!

    …et le LIGO c’est de la gnognotte en plastique par rapport au projet eLISA qui devait se déployer en 2030… !

    Ça résoudra pas la crise du chômage mais ça fait plaisir ! 🙂

    Bises

  24. Bonjour Aurelien,

    Si je comprends bien, jusqu’à présent l’univers « observable » n’était étudié qu’à travers les ondes électromagnétiques et qu’à présent on va pouvoir utiliser les ondes gravitationnelles pour sonder les corps de l’univers ? (Qqch qui se montrait irrelevant à l’échelle terrestre mais bien plus intéressant à l’échelle astronomique)

  25. Bonjour,

    j’ai lu avec grand intérêt votre article et j’aurais souhaité un éclaircissement sur un point.

    Je lis que bien souvent, les découvertes que l’on fait (ou du moins, les observations) au sujet de l’astrophysique sont souvent corrélées par les calculs émis des années plus tôt.

    Ce que je me pose comme question est :  » Peut-on vraiment tout prévoir par de là les calculs ?  » Ce que j’entends par-là, c’est que lorsqu’on émet une hypothèse, on va faire des calculs et des modèles afin de voir si nos idées concorde(-raient) bien avec ce que nous présageons. De là, on fait des mesures, des observations pour rendre plausible (ou non) nos théories. Cependant, ce que nous voyons au travers de notre télescope est-il vraiment ce que nous avons prédit ou, comme vous le dites, dans un consensus arbitraire, nous accédons au fait probable que cela peut être ce que nous avions cherché auparavant ?

    Je vous embrouille peut-être avec mes questions alambiquées, tout ce que je veux savoir, c’est s’il y a une véritable valeur au mot « prédiction » que l’on peut mettre dessus étant donné que « tout » semble concorder ? Pourra-t-on vraiment tout prévoir avec nos calculs et tout découvrir ? Si oui, cela voudrait-il dire que ce que nous avons à découvrir n’est inatteignable que par notre simple barrière conceptuelle des choses ?

    Merci de m’avoir lu.

    Vincent.

  26. Salut! Je suis juste un profane d’astronomie! Je me demandais au sujet de l’origine des ondulations gravitationnelles de l’espace-temps , à savoir la fusion de deux trous noirs , si les deux points de singularité se sont fusionnés réellement ou s’ils se sont rapprochés de manière asymptotique seulement .

  27. Merci beaucoup pour cet article clair et qui permet de prendre le recul nécessaire face aux annonces médiatiques.
    Bien que certains lecteurs la contestent, votre relativisation de la distinction entre détection directe et indirecte me semble très juste et peu discutable épistémologiquement.
    Il s’agit donc moins dans cette « découverte » d’une avancée théorique que de la validation d’une nouvelle technologie d’observation, au potentiel très excitant.
    Amitiés,
    Philippe

  28. Je n’arrive pas à comprendre par quel mécanisme technique on arrive à trouver la direction de l’émission d’ondes gravitationnelles ni quel rapport il y a entre distance et nombre des interféromètre avec résolution sur la voute céleste des sources.

    1. Bonjour Marco. Grande question que la tienne. Un siècle de développement technique mis au service de la détection des ondes gravitationnelles ne me semble pas abordable en quelques lignes de commentaires sur un blog. Je ne suis pas moi même expert de la question, mais je pense que la réponse se trouve à la fois dans les manuels d’astrophysique et de métrologie. Et bien entendu, pour couronner le tout, une telle entreprise est basée sur la collaborations interdisciplinaires entre des dizaines de personnes, du chercheur au technicien…
      Amicalement,
      Florent

    2. Par le timing des arrivées des ondes sur les détecteurs en service. Un exemple : supposons que la distance (en ligne droite) entre les 2 détecteurs prenne 0,01s à la vitesse de la lumière. Si le signal arrive sur A 0,01s avant B, on sait que la source est dans l’axe qui joint A et B, du côté de A. Si le signal arrive 0,01s avant sur B, c’est à l’opposé. Si le signal arrive de manière simultanée, la source est dans le plan perpendiculaire a l’axe (AB). Et s’il arrive par exemple 0,005 secondes avant sur A, c’est que le cosinus de l’angle vaut 0,5, et donc ça nous indique que la source est sur un cercle dans le ciel déterminé par cet angle autour de l’axe (AB).
      Et pour pointer plus précisément la source, il nous faut donc un 3è détecteur, qui permet de « trianguler » la position : -).

  29. Cher Aurélien,

    Ce que tu dis à propos du test des théories alternatives est inexacte. Les observations de LIGO/VIRGO devraient bel et bien permettre de mieux contraindre certains aspects des théories alternatives à la relativité générale. Et c’est d’ailleurs bien ce que rapporte la collaboration LIGO/VIRGO en reportant l’amélioration de certaines contraintes par rapport aux tests effectués avec les pulsars binaires dans l’article intitulé « Tests of general relativity with GW150914 ». (Voir la figure 6).

    De plus, contrairement à ce que tu dis, la plupart des théories alternatives ne conduisent pas à des ondes gravitationnelles quasiment identiques à celles de la relativité générale dans le domaine de sensibilité et de fréquence visible par LIGO/VIRGO. Pour ne prendre que l’exemple des théories tenseur-scalaires, celles-ci prédisent un rayonnement dipolaire lorsque les astres de la binaire sont de nature différente (e.g. un trou noir et une étoile à neutron), alors que la relativité générale prédit un rayonnement quadrupolaire dans tous les cas. Or les binaires constituées d’un trou noir et d’une étoile à neutron font parti des sources potentielles de LIGO/VIRGO.

    Sinon, je regrette que mon précédent message ait été modéré. Que les propos d’un chercheur se fasse modérer pour avoir proposer des éclaircissements est un comble! J’espère que cela ne se reproduira pas.

    Olivier

    1. Je suis désolé, je viens de voir que mon message précédent n’avait pas été modéré. Je te présente mes excuses pour la dernière partie de mon message. Ce n’est pas la peine d’afficher ces deux derniers messages si tu ne le souhaites pas.

      Cordialement,

      Olivier

    2. Cher Olivier,
      J’ai évidemment validé sans la moindre édition ton précédent message dès que je l’ai vu, hier, et j’y ai répondu sans la moindre édition ! Il serait inconcevable pour moi de « modérer » tes interventions d’une quelconque manière ! Si quelque chose a disparu (je vais vérifier) ce n’est pas de mon fait.
      Pour en venir au fond, comme tu le sais aussi bien que moi la zoologie des extensions de la relativité générale est vaste et ramifiée. Mon point est juste de souligner que parmi les très nombreux tests de haute précision de la relativité, la détection des OG par LIGO/Virgo n’est pas à mon sens un des tests parmi les plus sensibles. C’est un argument que j’ai aussi entendu maintes fois chez des collèges spécialistes d’autres modèles que ceux sur lesquels j’ai moi-même travaillé. Une étude de Thibaud Damour et Gilles Esposito-Farese concluait ‘We also show that binary-pulsar data are so precise that they already rule out the theories for which scalar effects could have been detected with LIGO or VIRGO’.
      Cela dit, s’il advient qu’en effet des théories intéressantes sont exclues ou contraintes par LIGO/Virgo c’est une excellente nouvelle et je m’en réjouis fort. L’article auquel je réfère n’est ni exhaustif ni récent et je ne doute pas que des avancées soient possibles.
      Et une dernière fois : je suis -comme le début et la fin de mon billet en atteste- absolument enthousiasmé et émerveillé de cette détection récente.
      Bien amicalement,
      Aurélien

  30. Bonjour comme etant un passionné de l univers mais qui ne comprend pas toutes les subtilités de celui-ci pouvez vous me dirigé vers un lien qui pourrait m’aider a les comprendres mieux ? Amitié Alain

  31. Bonjour,
    je me pose la question suivante, dont vous jugerez de la pertinence:

    [Ce qui suit suppose la déformation de l’espace stationnaire, et dans une grande région]
    Pour mesurer les déformations de l’espace, il me semble nécessaire de faire appel à un étalon de longueur situé « hors » de cet espace ; car s’il en fait partie, il subira lui aussi les déformations. Si on utilise les ondes, celles-ci, parcourant cet espace-là, ne devraient rien déceler (même avec deux bras orthogonaux)!
    En d’autres termes n’est-il pas nécessaire d’invoquer un milieu de propagation absolu (éther) hors de l’espace déformé?
    ou encore: c est en en m/s, mais les mètres sont des mètres de QUOI ?
    [Il en est peut-être autrement si les déformations sont oscillatoires, de période inférieure à la zone de mesure]

    CG, Ingénieur radariste

  32. Bonjour,

    qu’est ce qu’une onde gravitationnelle ? Qu’est ce qui se propage (c’est ni de la matière ni de la lumière ni un éther) ? Au final qu’a-t-on détecter réellement ?

    Cordialement,

    ISA

  33. Bonjour
    Une bonne façon d’imaginer ces ondes est l’analogie avec le caillou lancé dans l’eau : il retombe par gravité et provoque des ondes. Si au préalable on a jeté un bouchon dans l’eau en l’alignant sur des repères fixes, des bâtons plantés sur la rive, on constate que ce bouchon se soulève au passage des ondulations mais reste aligné sur les repères : ces ondes gravitationnelles déforment le substrat, la surface de l’eau, mais ne le déplace pas. Ce qui explique qu’un caillou de petite taille provoque des trains d’ondes jusqu’à la rive d’un étang et même d’un lac.
    On peut aussi imaginer que chaque choc, donc un pas d’homme, par exemple, engendre des ondes gravitationnelles infinitésimales qui se propagent indéfiniment. Au temps ou le hall de la gare Saint-Lazare, à Paris, s’appelait « la salle des pas perdus », une chanson disait:
    Les pas perdus de la gare Saint-Lazare
    Faut tout de même bien qu’ils aillent quelques part
    Y a sûrement un coin dans l’espace
    Où tous ces pas perdus s’entassent…
    Intuition ou rêverie ?
    Amitiés

    1. Je pense que votre réponse est plutôt pour la question:
      Qu’est ce qu’une onde?
      Avec pour réponse le déplacement de la matière (l’eau), pour assurer la propagation de l’onde.

      Je pense que sa question, « Qu’est ce qu’une onde gravitationnelle? », appuyait surtout sur le gravitationnelle.
      Ça n’était que le préambule à sa vraie question: Qu’est ce qui fait que l’onde gravitationnelle arrive à se propager dans l’univers?
      Je ne suis qu’un amateur de sciences physiques, quelqu’un peut surement avoir de meilleures réponses:

      Un graviton, peut être? J’ai peur qu’il n’y ai pas de réponse unanime, car encore dépendant de la théorie considérée.

      Quant à la dernière partie de la question: Au final qu’a-t-on détecté réellement ?
      Je pense une modification de l’espace-temps. De la même manière que la surface de l’eau se déforme, dans l’exemple au dessus, l’espace-temps se déformerait sous l’effet de la gravitation. Une variation de cette déformation pourrait nous montrer la variation de cette gravitation à son origine.

  34. je ré-itère ma question du 17 février à M.Barrau sur la vitesse des ondes électromagnétiques :
    vitesse par rapport à quoi précisément?
    Je rajouterai l’interrogation :
    la vitesse de déplacement des ondes gravitationnelles est, soi-disant , encore ‘c’ ; est-ce une affirmation issue sur le papier des équations (ce que je pense) , ou bien vient-elle d’estimations, de mesures ( bon courage!)
    Si ‘c’ est commune à l’électromagnétisme et à la gravitation, quelles conclusions en tire-t-on quant à une théorie unitaire?
    CG, expert radars avions de combat

    1. Bonjour,
      Pardon, je n’arrive pas à suivre les questions, je ne peux pas passer trop de temps sur le blog. Désolé.
      Oui la vitesse des OG est de « c » en relativité générale. Il est trop tôt pour vérifier expérimentalement cela puisqu’il faudrait alors comparer le temps de parcours des ondes EM et des OG pour un même événement. Mais il y a des contraintes indirectes qui plaident en ce sens.
      Aucune conséquence majeure pour la QG puisque la RG prédit déjà cela.
      Amitiés

    2. Une réponse « probable » : dans la seconde qui a suivi la réception des ondes gravitationnelles, un sursaut gamma a été détecté dans une zone de ciel (assez grande) compatible avec la direction des ondes (assez grande elle aussi). Il n’y a que qques sursauts gamma par jour : la probabilité d’en avoir un dans la même seconde que les OG est faible (< 1/10000), et encore nettement plus faible dans la bonne direction. Donc selon toute vraisemblance, les 2 évènements sont liés ! Et donc en 1 milliard d'années de voyage, les 2 signaux sont à moins d'une seconde d'écart !!! Autant dire qu'ils voyagent à la même vitesse, à 1s/1e9 années = 1s / (1e9*31e6) = 3e-17 !
      A confirmer avec les prochaines détections d'OG : si on détecte en même temps des sursauts gamma, c'est que les évènements sont liés et que les OG voyagent à la même vitesse que la lumière (à 1e-17 près en tout cas)

    3. @goujon : pour la question « vitesse par rapport à quoi ? », la réponse est « par rapport à l’observateur » !!!
      Cette réponse semble une provocation, mais ça ne l’est pas : en effet, la vitesse de la lumière est la même dans TOUS les référentiels, et c’est d’ailleurs le point de départ qui a amené à la construction intellectuelle de la relativité restreinte (notion d’espace-temps plat à 4 dimensions, avec transformation de Lorentz pour changer de référentiel inertiel).
      Puis en ajoutant le principe d’équivalence (et bcp de réflexions !!!), ça amène à la Relativité Générale qui prédit entre autre les Ondes Gravitationnelles (et le fait qu’elles avancent à la vitesse de la lumière). A mon sens, c’est une conséquence du postulat de base de la RG, donc pas d’enseignement additionnel à en tirer (à l’inverse, si ce n’était pas vérifié, ça ouvrirait la voie à une extension de la RG !).

      1. supposons un très long segment fait dans un matériau solide, entre A et B ; lors d’une contraction de l’espace, venant de sa direction, qu’en est-il des points A et B ; et de la vitesse d’une onde émise de B vers A ?

        [on a du mal à imaginer dans quoi ça baigne ; moi , c’est dans la semoule]

  35. je déplore l’absence de commentaires à mes questions.
    Je lis dans la revue ‘la recherche’ N°509 p17 :

    ça n’aurait pas trop fatigué un savant de me commenter plus tôt ce que je disais le 17 février!!
    on ne peut les détecter matériellement, « mécaniquement »; il faut des ondes électromagnétiques…bizarre…est-ce obligatoire?

    alors question (en rapport avec K du 23 février qui dit: « elles se propagent % observateur » ):
    quid de l’espace (et du temps ) dans une [portion de ] monde vide, où il n’y aurait rien de matériel ( pas d’émissions, pas de particules ) (qu’on ne vienne surtout pas m’invoquer la matière noire!!)
    ( c’est une autre formulation de ma question: les ondes électrom. se propagent % à quoi?)

  36. suite à ma remarque du 17 février sur l’impossibilité de « mesurer » la déformation de l’espace avec un étalon matériel de longueur, laquelle n’a pas été commentée ici, je signale que la revue ‘la recherche » de mars aborde ce point , et le confirme.

    merci de laisser cette remarque
    CG

  37. Bonjour à tous;

    Cher M. Barrau, si les deux détecteurs Adv Ligo ont bien enregistrer cette perturbation, quid de Virgo en Europe.

    A t’il également détecté ces ondes ? Disposer d’une série de trois détecteurs pourra-t’elle apporter des informations complémentaires?

    Cordialement.

    Alexandre

  38. A Alexandre : Virgo n’était pas en service malheureusement, il redémarre en fin d’année après un upgrade (équivalent à celui qui a permis de passer de Ligo à Advanced-Ligo).
    Les détecteurs détectent une onde, mais pas d’où elle vient ; -(. Avec 3 détecteurs, le signal est mieux détecter (si on capte un même signal sur les 3 détecteurs, on sait que ce n’est pas du « bruit » de mesure, et le rapport signal/bruit est amplifié). Par ailleurs, la différence de timing indique d’où vient l’onde : le détecteur le plus proche reçoit l’onde en premier, puis le 2è plus proche, etc … Pour situer la source (par triangulation), il faut au moins 3 détecteurs.
    Avoir plus de 3 détecteurs permet d’améliorer la qualité du signal et de localiser la source plus précisément. Par ailleurs, ça permet également d’affiner les mesures des 2 polarisations de l’onde gravitationnelle (pas sûr que 3 détecteurs suffisent à mesurer ces 2 polarisations, ça dépasse mes compétences : -). Enfin, si la Relativité Générale est inexacte, plein de choses sont envisageables et avoir plus de détecteurs aidera (meilleure mesure de la forme du signal qui diffèrerait des prédictions RG, détection de plus de 2 polarisations, etc …)

  39. Bonjour,

    Merci pour votre blog.

    Je me pose quelques questions sur le sujet qui doivent plutôt être vues comme des expériences de pensée.

    1ère question:
    Si on mettait un accéléromètre très précis sur les miroirs, est-ce que l’on pourrait détecter une accélération des miroirs lors du passage de l’onde ?

    Je pense que non, car les miroirs sont en chute libre (théoriquement) et donc les 3 miroirs ne devraient subir aucune accélération lors du passage d’onde.

    2ème question:
    On voit souvent écrit qu’un mètre étalon subirait la même contraction/dilatation que des miroirs espacés d’un mètre et donc que la variation de distance ne pourrait pas être mesurée en théorie en utilisant un mètre étalon (d’où l’utilisation de la lumière).

    Selon moi, un mètre rigide est constitué d’atomes liés entre eux par la force électromagnétique ce qui devrait limiter l’effet de marée dû à l’onde gravitationnelle. En théorie, on devrait donc détecter une différence de longueur avec un mètre étalon. On pourrait également dire qu’un corps très rigide se déforme moins qu’un corps souple ou liquide lors du passage de l’onde.

    De plus, cela se comprend également en prenant compte l’expérience de pensée « Sticky bead argument » ou l’expérience des barres de Weber qui utilisent ce principe à mon avis.

    Merci d’avance,

    Bien cordialement,
    Olivier

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