{"id":2086,"date":"2016-02-10T18:42:54","date_gmt":"2016-02-10T18:42:54","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=2086"},"modified":"2016-03-01T12:26:11","modified_gmt":"2016-03-01T12:26:11","slug":"la-lumiere-gravitationnelle-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/02\/10\/la-lumiere-gravitationnelle-1\/","title":{"rendered":"La “lumi\u00e8re” gravitationnelle (1\/4) : principes de base"},"content":{"rendered":"

Je voudrais poser une question \u00e0 monsieur Einstein, \u00e0 savoir, \u00e0 quelle vitesse l\u2019action de la gravitation se propage-t-elle dans votre th\u00e9orie\u00a0?
\n<\/em>Max Born, 1913<\/p>\n

Dans la th\u00e9orie de Newton, la gravitation est une force agissant instantan\u00e9ment entre les corps massifs. Cette id\u00e9e \u00e9tait inadmissible aux yeux de nombreux physiciens, Newton compris, et un si\u00e8cle plus tard Laplace proposait une modification de la th\u00e9orie dans laquelle l\u2019interaction gravitationnelle se propageait \u00e0 vitesse finie. L\u2019id\u00e9e fut vite abandonn\u00e9e, car elle soulevait imm\u00e9diatement une question \u00e0 laquelle personne ne savait r\u00e9pondre\u00a0: lorsqu\u2019un corps massif est violemment perturb\u00e9, le champ gravitationnel qu\u2019il engendre doit s\u2019ajuster de proche en proche \u00e0 la nouvelle configuration du corps\u00a0; sous quelle forme se propage le r\u00e9ajustement\u00a0?<\/p>\n

La th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale d\u2019Einstein permet d\u2019organiser en un sch\u00e9ma coh\u00e9rent les intuitions sur la propagation de la gravitation. Einstein s\u2019\u00e9tait demand\u00e9 si une masse en mouvement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 pouvait rayonner des ondes de gravit\u00e9, de la m\u00eame fa\u00e7on qu\u2019une charge \u00e9lectrique en mouvement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 rayonne des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques. D\u00e8s 1916, il d\u00e9couvrit effectivement des solutions de ses \u00e9quations du champ gravitationnel repr\u00e9sentant des ondulations de la courbure de l\u2019espace-temps se propageant \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re<\/em>. Il venait d\u2019inventer la\u00a0 “lumi\u00e8re gravitationnelle”.<\/p>\n

Good Vibrations<\/h5>\n

Et quel vent d’outre-monde emporte au gr\u00e9 des ondes<\/em>
\nla promesse de toutes les germinations?<\/em>
\nCharles Dobzynski<\/p>\n

L\u2019analogie entre ondes gravitationnelles et ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques est utile pour la conception du ph\u00e9nom\u00e8ne, mais elle ne conduit gu\u00e8re plus loin. La structure d\u2019une onde gravitationnelle et ses effets sur la mati\u00e8re sont bien plus complexes que ceux de l\u2019onde \u00e9lectromagn\u00e9tique. Une premi\u00e8re diff\u00e9rence notable vient du fait que la gravitation est purement attractive\u00a0; la masse, c\u2019est-\u00e0-dire la \u00ab\u00a0charge gravitationnelle\u00a0\u00bb, a toujours le m\u00eame signe. Il en r\u00e9sulte qu\u2019un oscillateur gravitationnel \u00e9l\u00e9mentaire, constitu\u00e9 de deux masses vibrant aux extr\u00e9mit\u00e9s d\u2019un ressort, ne rayonne pas le m\u00eame type d\u2019ondes que deux charges \u00e9lectriques de signe oppos\u00e9. Dans le cas \u00e9lectromagn\u00e9tique, le rayonnement est du type dipolaire<\/em>, dans le cas gravitationnel il est du type quadripolaire<\/em>.<\/p>\n

\"La
La nature quadripolaire des ondes gravitationnelles. La figure montre l\u2019effet d\u2019une onde gravitationnelle parvenant perpendiculairement au plan d\u2019un anneau de particules test. Selon la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, les ondes gravitationnelles peuvent adopter deux motifs particuliers, ou \u00e9tats de polarisation. La polarisation du haut, dite “plus”, dilate et contracte alternativement l\u2019anneau sans changer la direction de ses axes principaux ; la polarisation du bas, dite “en croix”, tourne de 45\u00b0 les directions de compression et d\u2019\u00e9tirement.<\/figcaption><\/figure>\n

Une autre complication vient de ce que le graviton, l\u2019hypoth\u00e9tique particule m\u00e9diatrice de l\u2019onde gravitationnelle, transporte une charge gravitationnelle associ\u00e9e \u00e0 son \u00e9nergie, tandis que le photon, particule m\u00e9diatrice de l\u2019interaction \u00e9lectromagn\u00e9tique, ne transporte pas de charge \u00e9lectrique. Par cons\u00e9quent, l\u2019onde de gravitation produite par une masse acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e est elle-m\u00eame source de gravitation\u00a0: la gravitation gravite. En termes techniques, on dit qu\u2019elle est non lin\u00e9aire. Cette non-lin\u00e9arit\u00e9 introduit des difficult\u00e9s consid\u00e9rables dans la r\u00e9solution des probl\u00e8mes apparemment les plus simples, comme le calcul du champ gravitationnel engendr\u00e9 par deux corps en mouvement. Contrairement au champ \u00e9lectromagn\u00e9tique, ou \u00e0 la force de gravitation newtonienne, si deux masses produisent individuellement deux champs, leur action combin\u00e9e produit un champ qui n\u2019est pas la somme des deux champs\u00a0; il faut en plus tenir compte de la gravitation d\u2019interaction entre les deux masses, qui varie constamment au cours du mouvement. C\u2019est la raison pour laquelle le \u00ab\u00a0probl\u00e8me \u00e0 deux corps\u00a0\u00bb, d\u00e9crivant par exemple le champ gravitationnel d\u2019une \u00e9toile double et qui, dans la th\u00e9orie de Newton, a une solution facile \u00e0 calculer \u2013\u00a0en l\u2019occurrence, les lois de Kepler\u00a0\u2013 n\u2019est pas r\u00e9solu rigoureusement en relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale.<\/p>\n

Toutefois, dans les champs gravitationnels suffisamment faibles, la non-lin\u00e9arit\u00e9 peut \u00eatre n\u00e9glig\u00e9e et nombre de complications disparaissent. C\u2019est justement le cas lorsqu\u2019on s\u2019int\u00e9resse \u00e0 la d\u00e9tection du rayonnement gravitationnel en provenance de sources lointaines. Mais une telle simplification donnerait des r\u00e9sultats compl\u00e8tement erron\u00e9s \u00e0 proximit\u00e9 d\u2019une supernova ou de deux trous noirs en collision\u2026<\/p>\n

La troisi\u00e8me diff\u00e9rence fondamentale avec l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme r\u00e9side dans leurs intensit\u00e9s relatives. Si l\u2019on place \u00e0 1\u00a0centim\u00e8tre l\u2019un de l\u2019autre deux protons \u2013\u00a0qui, ayant une masse et une charge \u00e9lectrique, sont \u00e0 la fois soumis \u00e0 une interaction gravitationnelle et \u00e0 une interaction \u00e9lectromagn\u00e9tique\u00a0\u2013, la force gravitationnelle qui les attire est 1037<\/sup>\u00a0fois plus faible que la force \u00e9lectrostatique qui les fait se repousser. De l\u00e0 vient l\u2019obstacle majeur \u00e0 la d\u00e9tection des ondes gravitationnelles\u00a0; alors qu\u2019il a suffi d\u2019une d\u00e9cennie apr\u00e8s la pr\u00e9diction de Maxwell pour que Hertz parvienne \u00e0 produire et \u00e0 capter en laboratoire des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques, un si\u00e8cle sans r\u00e9sultat s’est \u00e9coul\u00e9 apr\u00e8s la pr\u00e9diction d\u2019Einstein.<\/p>\n

Quelques exemples illustreront mieux l\u2019extraordinaire faiblesse des ondes gravitationnelles dans les conditions usuelles. Revenons \u00e0 notre oscillateur gravitationnel \u00e9l\u00e9mentaire, constitu\u00e9 de deux masses de 1\u00a0kilogramme oscillant de 1\u00a0centim\u00e8tre 100\u00a0fois par seconde aux extr\u00e9mit\u00e9s d\u2019un ressort long de 10\u00a0centim\u00e8tres. En admettant que l\u2019on puisse recueillir toute la puissance gravitationnelle lib\u00e9r\u00e9e par ce syst\u00e8me et la convertir en puissance \u00e9lectrique, on peut calculer que, pour alimenter une seule ampoule de 50\u00a0watts, il faudrait autant d\u2019oscillateurs que le nombre de particules contenu dans la plan\u00e8te\u00a0!<\/p>\n

Une fa\u00e7on \u00e9quivalente de construire un oscillateur gravitationnel est de faire tourner une barre horizontale autour d\u2019un axe vertical passant par son milieu. Lorsqu\u2019on regarde la barre dans son plan de rotation, elle semble se contracter quand elle pr\u00e9sente l\u2019une de ses extr\u00e9mit\u00e9s et se dilater lorsqu\u2019elle se pr\u00e9sente dans toute sa longueur. Elle engendre donc des ondes gravitationnelles. Prenons une barre d\u2019acier de 20\u00a0m\u00e8tres de long, pesant 500\u00a0tonnes, et faisons-la tourner \u00e0 la limite de rupture, soit 5\u00a0tours par seconde. La puissance gravitationnelle lib\u00e9r\u00e9e est encore ridicule\u00a0: 10\u201329<\/sup>\u00a0watt.<\/p>\n

Mieux vaut quitter le laboratoire et chercher des sources naturelles d\u2019ondes gravitationnelles parmi les corps du syst\u00e8me solaire. La situation n\u2019est gu\u00e8re plus encourageante\u00a0: il faudrait cinquante milliards de m\u00e9t\u00e9ores de 1\u00a0km de diam\u00e8tre percutant la Terre \u00e0 10\u00a0km\/s pour allumer la modeste ampoule \u00e9lectrique\u2026 et il n\u2019y aurait plus personne pour la voir briller\u00a0!<\/p>\n

Il est vain de chercher les sources dans des corps astronomiques ordinaires. Pour engendrer des ondes gravitationnelles qui ne soient pas totalement insignifiantes, l\u2019astre g\u00e9n\u00e9rateur doit se d\u00e9placer \u00e0 une vitesse proche de celle de la lumi\u00e8re et \u00eatre compact, c\u2019est-\u00e0-dire proche de son rayon de Schwarzschild. La Terre, qui tourne autour du Soleil \u00e0 la vitesse de 30\u00a0km\/s et dont le rayon est un milliard de fois plus grand que son rayon de Schwarzschild, n\u2019engendre qu\u2019une puissance gravitationnelle d\u2019un dix milli\u00e8me de watt.<\/p>\n

Or, on conna\u00eet des astres “relativistes”, pouvant r\u00e9unir au moins temporairement les conditions favorables \u00e0 l\u2019\u00e9mission de lumi\u00e8re gravitationnelle. Seuls les sites astronomiques les plus violents sont de bons g\u00e9n\u00e9rateurs d\u2019ondes gravitationnelles. Comme les astres violents sont tr\u00e8s lointains (heureusement pour nous, car si un cataclysme astronomique se produisait \u00e0 proximit\u00e9 de la Terre, il n\u2019y aurait tout simplement plus de vie), ils ne d\u00e9posent sur notre plan\u00e8te qu\u2019une minuscule fraction de leur \u00e9nergie gravitationnelle.<\/p>\n

Les syst\u00e8mes d\u2019\u00e9toiles compactes sont de bons g\u00e9n\u00e9rateurs d\u2019ondes gravitationnelles. Un couple serr\u00e9 d\u2019\u00e9toiles \u00e0 neutrons rayonne suffisamment d\u2019\u00e9nergie gravitationnelle pour que les effets soient d\u00e9tectables, bien que sous une forme indirecte\u00a0: la perte d\u2019\u00e9nergie orbitale se traduit par une diminution de la p\u00e9riode de r\u00e9volution. Le pulsar binaire PSR\u00a01913+16 est une parfaite illustration du ph\u00e9nom\u00e8ne\u00a0; lui et ses homologues ont offert la premi\u00e8re d\u00e9monstration exp\u00e9rimentale de l\u2019existence des ondes gravitationnelles – ce qui valut le Prix Nobel de Physique 1993 \u00e0 Russel Hulse et Joseph Taylor.<\/p>\n

\"Depuis
Depuis 1975, le doute sur l\u2019existence des ondes gravitationnelles n\u2019est plus permis. Le pulsar binaire PSR 1913+16 voit sa p\u00e9riode orbitale diminuer de 76,5 microseconde par an, suite \u00e0 une perte d\u2019\u00e9nergie attribuable \u00e0 l\u2019\u00e9mission d\u2019ondes gravitationnelles. Les observations de la diminution de p\u00e9riode accumul\u00e9es sur 20 ans (points noirs) confirment les calculs th\u00e9oriques issus de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale (courbe continue).<\/figcaption><\/figure>\n

En ce qui concerne les \u00e9toiles individuelles, les \u00e9toiles \u00e0 neutrons en rotation rapide peuvent \u00eatre d\u00e9form\u00e9es par des champs magn\u00e9tiques, poss\u00e9der une \u00e9corce boursoufl\u00e9e de montagnettes, subir diverses instabilit\u00e9s telles qu\u2019oscillations, tremblements, glitches, etc., qui toutes engendrent des ondes gravitationnelles de tr\u00e8s faible puissance. En contrepartie, il y en a au moins 100\u00a0000 dans notre seule galaxie.<\/p>\n

De fait, la puissance d\u2019une onde gravitationnelle re\u00e7ue se mesure par son amplitude<\/em>, c\u2019est-\u00e0-dire par la variation relative de l\u2019espace au passage de l\u2019onde. Par exemple, si deux points de l\u2019espace s\u00e9par\u00e9s de 1 kilom\u00e8tre bougeaient de 1 millim\u00e8tre au passage d\u2019une onde gravitationnelle, l\u2019amplitude de l\u2019onde serait de 1 millim\u00e8tre\/1 kilom\u00e8tre, soit 10-6<\/sup>. Or, les sources astrophysiques d\u2019ondes gravitationnelles n\u2019offrent que des amplitudes extraordinairement plus faibles\u00a0; celle engendr\u00e9e par une \u00e9toile en rotation rapide est inf\u00e9rieure \u00e0 10\u201324\u00a0<\/sup>!<\/p>\n

Les \u00e9v\u00e9nements catastrophiques survenant \u00e0 la fin de la vie thermonucl\u00e9aire des \u00e9toiles massives peuvent produire des ondes de plus copieuse amplitude. Une explosion de supernova ou d\u2019hypernova conduisant \u00e0 la formation d\u2019une \u00e9toile \u00e0 neutrons ou d\u2019un trou noir est a priori<\/em> efficace\u00a0; astres relativistes par excellence, les trous noirs sont les sources potentiellement les plus prolifiques de rayonnement gravitationnel. Lorsqu\u2019une \u00e9toile massive s\u2019effondre pour former un trou noir, ses irr\u00e9gularit\u00e9s (\u00e9cart \u00e0 la sym\u00e9trie sph\u00e9rique, champ magn\u00e9tique, etc.) engendrent des “asp\u00e9rit\u00e9s” dans l\u2019horizon des \u00e9v\u00e9nements\u00a0; le jeune horizon vibre alors de mani\u00e8re \u00e0 \u00e9vacuer ces asp\u00e9rit\u00e9s sous forme d\u2019ondes gravitationnelles\u00a0: le trou noir perd ainsi ses \u00ab\u00a0poils\u00a0\u00bb pour tendre vers l\u2019\u00e9tat d\u2019\u00e9quilibre de Schwarzschild (s\u2019il ne tourne pas) ou de Kerr (dans le cas g\u00e9n\u00e9ral).<\/p>\n

La formation d\u2019un trou noir \u00e0 l\u2019\u00e9quilibre se fait ainsi en deux phases, chacune g\u00e9n\u00e9ratrice d\u2019ondes gravitationnelles particuli\u00e8res\u00a0; il y a d\u2019abord la phase d\u2019effondrement proprement dit, conduisant \u00e0 la formation de l\u2019horizon des \u00e9v\u00e9nements, aussi distordu soit-il. Ensuite, lorsque le jeune trou noir perd ses poils, il \u00e9met d\u2019autres ondes gravitationnelles caract\u00e9ristiques, aux fr\u00e9quences particuli\u00e8res et dont l\u2019amplitude diminue rapidement au cours du temps. Ces modes de vibration ont \u00e9t\u00e9 baptis\u00e9s \u00ab\u00a0modes quasi normaux\u00a0\u00bb. Si le trou noir tourne lentement, la fr\u00e9quence du mode quasi normal varie comme l\u2019inverse de la masse, et le temps d\u2019amortissement est proportionnel \u00e0 la masse. Ainsi, un trou noir de 10\u00a0MS<\/sub> \u00e9met un mode dominant \u00e0 la fr\u00e9quence de 1,21\u00a0kilohertz avec un temps d\u2019amortissement de 0,55\u00a0milliseconde. En revanche, un trou noir de 1\u00a0million de masses solaires au c\u0153ur d\u2019une galaxie \u00e9met ce m\u00eame mode \u00e0 la fr\u00e9quence de 12,1\u00a0millihertz et un temps d\u2019amortissement de 55\u00a0secondes. L\u2019amplitude des modes quasi normaux d\u00e9pend de la quantit\u00e9 de poils que le trou noir a \u00e0 perdre\u00a0; elle est donc comparable \u00e0 l\u2019amplitude des ondes gravitationnelles \u00e9mises dans la phase d\u2019effondrement proprement dite.<\/p>\n

\"Signal
Signal gravitationnel lors de la formation d\u2019un trou noir. \u00c0 gauche, calcul de relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale donnant l\u2019amplitude du signal en fonction du temps ; \u00e0 droite, vue d\u2019artiste.<\/figcaption><\/figure>\n

H\u00e9las, contrairement \u00e0 ce que l\u2019on croyait il y a une vingtaine d\u2019ann\u00e9es, l\u2019amplitude de l\u2019onde gravitationnelle r\u00e9sultant d\u2019un effondrement en trou noir est faible\u00a0: au mieux 10\u201322<\/sup> pour un \u00e9v\u00e9nement survenant \u00e0 60\u00a0millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re, c\u2019est-\u00e0-dire dans l\u2019une des nombreuses galaxies de l\u2019amas de la Vierge. Cette amplitude maximale, obtenue pour une rotation tr\u00e8s rapide, repr\u00e9sente \u00e0 peine quelques milli\u00e8mes de l\u2019\u00e9nergie totale lib\u00e9r\u00e9e par l\u2019effondrement (\u00e9mise essentiellement sous forme de neutrinos).<\/p>\n

Contrairement aux \u00e9toiles binaires, qui \u00e9mettent des ondes gravitationnelles p\u00e9riodiques et que l\u2019on pourrait assimiler \u00e0 des \u00ab\u00a0pulsars gravitationnels\u00a0\u00bb, les supernovae sont des sources impulsionnelles, produisant une br\u00e8ve et unique bouff\u00e9e de rayonnement gravitationnel. Une autre source impulsionnelle est la coalescence d\u2019\u00e9toiles binaires compactes, impliquant des \u00e9toiles \u00e0 neutrons, mais aussi et surtout des trous noirs. La luminosit\u00e9 gravitationnelle de deux trous noirs de 10\u00a0masses solaires entrant en collision est 100\u00a0millions de fois plus grande que la luminosit\u00e9 \u00e9lectromagn\u00e9tique du plus puissant quasar\u00a0!<\/p>\n

\"Un
Un syst\u00e8me binaire de trous noirs et les ondes gravitationnelles engendr\u00e9es par leur mouvement orbital (vue d\u2019artiste).<\/figcaption><\/figure>\n

Les syst\u00e8mes binaires de trous noirs r\u00e9sultent soit de l\u2019\u00e9volution d\u2019un couple d\u2019\u00e9toiles massives, soit de la fusion de deux galaxies poss\u00e9dant chacune en leur centre un trou noir supermassif. Deux corps en orbite autour de leur centre de masse sont stables en m\u00e9canique newtonienne, mais pas en relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale\u00a0: la courbure qu\u2019ils engendrent se d\u00e9place avec eux sous forme d\u2019ondes gravitationnelles\u00a0; en quittant le syst\u00e8me, ces ondes emportent de l\u2019\u00e9nergie et les orbites des trous noirs se resserrent. \u00c0 mesure qu\u2019ils se rapprochent, la vitesse orbitale des trous noirs augmente, le taux d\u2019\u00e9mission gravitationnelle cro\u00eet, et le processus s\u2019emballe jusqu\u2019\u00e0 la fusion des deux trous noirs en un trou noir plus gros.<\/p>\n

Lorsque les ondes \u00e9mises par un syst\u00e8me de deux trous noirs de 10\u00a0masses solaires chacun p\u00e9n\u00e8trent dans la bande passante d\u2019un d\u00e9tecteur, la distance qui s\u00e9pare les trous noirs vaut 1\u00a0400\u00a0km. Environ 40\u00a0secondes (soit 600\u00a0orbites) plus tard, la fr\u00e9quence atteint 200\u00a0hertz, la s\u00e9paration n\u2019est plus que de 180\u00a0km, les effets relativistes sont tels que le mouvement orbital en spirale devient instable\u00a0; les deux trous noirs plongent l\u2019un vers l\u2019autre en quelques millisecondes pour la fusion finale. Le signal gravitationnel perd sa r\u00e9gularit\u00e9 et sa forme n\u2019est pas encore correctement calcul\u00e9e par la th\u00e9orie. En revanche, dans la derni\u00e8re phase de coalescence, le trou noir final perd ses poils par les modes quasi normaux, dont l\u2019amplitude et la fr\u00e9quence ont pu \u00eatre calcul\u00e9es num\u00e9riquement.<\/p>\n

L\u2019amplitude des ondes gravitationnelles \u00e9mises par la coalescence de deux trous noirs est d\u2019environ 10\u201321<\/sup> \u00e0 une distance de 300\u00a0millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re. Les mod\u00e8les d\u2019\u00e9volution stellaire pr\u00e9disent l\u2019occurrence d\u2019une coalescence de trous noirs tous les 100\u00a0000 \u00e0 500\u00a0000\u00a0ans dans une galaxie donn\u00e9e. Compte tenu du million de galaxies situ\u00e9es \u00e0 moins de 300\u00a0millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re, on s\u2019attend \u00e0 d\u00e9tecter quelques \u00e9v\u00e9nements chaque ann\u00e9e\u2026<\/p>\n

\"La
La coalescence de deux trous noirs de 10 masses solaires chacun engendre des ondes gravitationnelles caract\u00e9ristiques des phases du mouvement ; d\u2019abord, les trous noirs s\u2019approchent l\u2019un de l\u2019autre en spirale, puis fusionnent ; le trou noir final \u00e9vacue ses irr\u00e9gularit\u00e9s sous forme de modes quasi normaux.<\/figcaption><\/figure>\n

On voit donc \u00e9merger une nouvelle astronomie aux exigences extr\u00eames, celle de la lumi\u00e8re gravitationnelle. Ce sera une astronomie d\u2019une transparence incomparable, car, au contraire de la lumi\u00e8re \u00e9lectromagn\u00e9tique, la lumi\u00e8re gravitationnelle n\u2019est pas absorb\u00e9e par la mati\u00e8re\u00a0; issue de sources lointaines, elle peut parvenir \u00e0 la Terre en conservant toute l\u2019information sur la configuration des sources qui l\u2019ont engendr\u00e9e. De plus, les sources les plus prolifiques sont justement celles sur lesquelles l\u2019observation \u00e9lectromagn\u00e9tique n\u2019apporte qu\u2019une information sommaire et indirecte\u00a0: couples d\u2019\u00e9toiles \u00e0 neutrons, c\u0153ur de supernovae, trous noirs. Voil\u00e0 pourquoi l\u2019astronomie gravitationnelle ouvrira une fen\u00eatre sur l\u2019Univers le plus myst\u00e9rieux, permettant non seulement d\u2019acc\u00e9der aux propri\u00e9t\u00e9s inconnues des astres compacts et de la mati\u00e8re ultra-dense, mais aussi d\u2019assister enfin aux d\u00e9buts de l\u2019Univers, il y a 14\u00a0milliards d\u2019ann\u00e9es. Car l\u2019Univers primordial, continuellement agit\u00e9 de fluctuations de densit\u00e9, et le big bang lui-m\u00eame ont \u00e9t\u00e9 de puissantes sources de rayonnement gravitationnel\u00a0; et si les premi\u00e8res ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques n\u2019ont pu \u00e9merger que 400\u00a0000\u00a0ans apr\u00e8s le big bang, le rayonnement gravitationnel, lui, a \u00e9t\u00e9 engendr\u00e9 10\u201322<\/sup>\u00a0seconde apr\u00e8s le big bang, il a travers\u00e9 sans encombre les \u00e9tats les plus denses de l\u2019Univers primordial et il nous parvient aujourd\u2019hui sous forme d\u2019un rayonnement gravitationnel de fond, analogue au rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique fossile qui nous a d\u00e9j\u00e0 appris tant de choses sur la nature de notre Univers (voir chapitre suivant).<\/p>\n

Ainsi, la lumi\u00e8re gravitationnelle fournira peut-\u00eatre la seule preuve d\u00e9finitive de l\u2019existence des trous noirs, ainsi qu\u2019une connaissance d\u00e9taill\u00e9e des conditions extr\u00eames ayant r\u00e9gn\u00e9 lors du big bang.<\/p>\n

Suite : De la barre \u00e0 l’interf\u00e9rom\u00e8tre<\/a><\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Je voudrais poser une question \u00e0 monsieur Einstein, \u00e0 savoir, \u00e0 quelle vitesse l\u2019action de la gravitation se propage-t-elle dans votre th\u00e9orie\u00a0? Max Born, 1913 Dans la th\u00e9orie de Newton, la gravitation est une force agissant instantan\u00e9ment entre les corps massifs. Cette id\u00e9e \u00e9tait inadmissible aux yeux de nombreux physiciens, Newton compris, et un si\u00e8cle … Continuer la lecture de La “lumi\u00e8re” gravitationnelle (1\/4) : principes de base<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2094,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[15,58,4],"tags":[207,261,138,122],"class_list":["post-2086","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualites","category-astronomie","category-sciences","tag-einstein","tag-ondes-gravitationnelles","tag-relativite-generale","tag-trou-noir"],"yoast_head":"\nLa "lumi\u00e8re" gravitationnelle (1\/4) : principes de base, par Jean-Pierre Luminet<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/02\/10\/la-lumiere-gravitationnelle-1\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"La "lumi\u00e8re" gravitationnelle (1\/4) : principes de base, par Jean-Pierre Luminet\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Je voudrais poser une question \u00e0 monsieur Einstein, \u00e0 savoir, \u00e0 quelle vitesse l\u2019action de la gravitation se propage-t-elle dans votre th\u00e9orie\u00a0? 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