{"id":2116,"date":"2016-02-13T17:23:51","date_gmt":"2016-02-13T17:23:51","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=2116"},"modified":"2016-03-23T13:44:06","modified_gmt":"2016-03-23T13:44:06","slug":"la-lumiere-gravitationnelle-34-levenement-gw150914","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/02\/13\/la-lumiere-gravitationnelle-34-levenement-gw150914\/","title":{"rendered":"La &#8220;lumi\u00e8re&#8221; gravitationnelle (3\/4) : l&#8217;\u00e9v\u00e9n\u00e9ment GW150914"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify\"><strong>Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent : <a href=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/02\/10\/la-lumiere-gravitationnelle-22\/\" target=\"_blank\">De la barre \u00e0 l&#8217;interf\u00e9rom\u00e8tre<\/a><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">L&#8217;annonce historique de la premi\u00e8re d\u00e9tection directe des ondes gravitationnelles a bel et bien \u00e9t\u00e9 faite le jeudi 11 f\u00e9vrier 2016 par les \u00e9quipes de chercheurs travaillant sur les interf\u00e9rom\u00e8tres LIGO et VIRGO.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\n<!-- iframe plugin v.5.1 wordpress.org\/plugins\/iframe\/ -->\n<iframe loading=\"lazy\" width=\"560\" height=\"315\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/n5Ycv2yYNG8\" frameborder=\"0\" 0=\"allowfullscreen\" scrolling=\"yes\" class=\"iframe-class\"><\/iframe>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Il y a eu tant d&#8217;articles, billets de blog et autres interviews d\u00e9livr\u00e9s depuis dans les m\u00e9dias du monde entier que je ne vais pas d\u00e9velopper longuement mon point de vue sur la d\u00e9couverte elle-m\u00eame. Son int\u00e9r\u00eat majeur (on fera l&#8217;impasse sur les titres idiots du genre &#8220;Einstein avait raison&#8221;) n&#8217;est pas la d\u00e9tection en soi, pr\u00e9dite et attendue, mais:<br \/>\n1\/ la confirmation directe de l&#8217;existence des trous noirs, vivement d\u00e9cri\u00e9e par certains,<br \/>\n2\/ non pas la fin d&#8217;une grande aventure scientifique comme c&#8217;\u00e9tait le cas avec la d\u00e9couverte du boson de Higgs-Englert (qui mettait un point final au mod\u00e8le standard de la physique des particules, sans aller au-del\u00e0), mais au contraire le d\u00e9but d&#8217;une nouvelle \u00e8re pour l&#8217;astronomie exp\u00e9rimentale. Les fabuleuses prouesses technologiques mises en \u0153uvre dans les interf\u00e9rom\u00e8tres LIGO et VIRGO ont permis d&#8217;ouvrir enfin la fen\u00eatre de l&#8217;astronomie gravitationnelle, avec vue \u00e0 venir sur d&#8217;immenses territoires encore inconnus.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Au moment de l&#8217;annonce j&#8217;\u00e9tais en voyage au Maroc. Je n&#8217;ai donc pas\u00a0 pu assister \u00e0 la conf\u00e9rence de presse, encore moins r\u00e9pondre aux nombreuses demandes d&#8217;interviews pour la presse \u00e9crite, la radio et la t\u00e9l\u00e9vision.\u00a0 Peu importe, de nombreux chercheurs l&#8217;ont fait et tr\u00e8s bien fait, notamment mon ancien coll\u00e8gue \u00e0 l&#8217;Observatoire de Paris Thibault Damour dans cette <strong><a href=\"http:\/\/www.lemonde.fr\/cosmos\/article\/2016\/02\/11\/le-plus-important-c-est-la-preuve-de-l-existence-de-trous-noirs_4863785_1650695.html\" target=\"_blank\">excellente interview pour le journal Le Monde<\/a><\/strong>. Ayant \u00e9t\u00e9 l&#8217;un des premiers th\u00e9oriciens \u00e0 calculer les courbes d&#8217;\u00e9mission gravitationnelle issue de la coalescence de trous noirs, Damour m\u00e9riterait de figurer sur la liste des physiciens nob\u00e9lisables, au m\u00eame titre que son homologue am\u00e9ricain Kip Thorne ou que le directeur du programme LIGO, David Reitze. H\u00e9las, l&#8217;histoire montre que les prix Nobel de physique sont rarement donn\u00e9s aux th\u00e9oriciens qui pr\u00e9disent tel ou tel ph\u00e9nom\u00e8ne, ils sont tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9ralement attribu\u00e9s aux exp\u00e9rimentateurs qui confirment la pr\u00e9diction (\u00e0 cet \u00e9gard\u00a0 le prix Nobel attribu\u00e9 \u00e0 Higgs et Englert a \u00e9t\u00e9 une heureuse exception).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Pour ma modeste part, je n&#8217;ai jamais travaill\u00e9 directement sur le sujet des ondes gravitationnelles, mais je l&#8217;ai souvent \u00e9voqu\u00e9 dans des interviews (ci-dessous, sur ma cha\u00eene youtube)<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\n<!-- iframe plugin v.5.1 wordpress.org\/plugins\/iframe\/ -->\n<iframe loading=\"lazy\" width=\"560\" height=\"315\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/2Cjejlqq65w?list=PLC-16cAqIj6-Y24d_5H67oxEevab8W4oh\" frameborder=\"0\" 0=\"allowfullscreen\" scrolling=\"yes\" class=\"iframe-class\"><\/iframe>\n<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-1488\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2015\/04\/destin.jpg\" alt=\"Pour en savoir beaucoup plus...\" width=\"195\" height=\"265\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">ainsi que dans mes articles et livres de vulgarisation. J&#8217;ai mis \u00e0 profit les deux nuits blanches pass\u00e9es dans mon h\u00f4tel de Casablanca pour r\u00e9diger les deux billets de blogs pr\u00e9c\u00e9dents, ici et ici, qui reprenaient pour l&#8217;essentiel (en les actualisant l\u00e9g\u00e8rement) des \u00e9l\u00e9ments du chapitre que j&#8217;avais consacr\u00e9 \u00e0 &#8220;La lumi\u00e8re gravitationnelle&#8221; dans mon livre de 2006, <a href=\"http:\/\/www.amazon.fr\/destin-lunivers-Trous-%C3%A9nregie-sombre\/dp\/2213661995\/ref=sr_1_3?ie=UTF8&amp;qid=1455374695&amp;sr=8-3&amp;keywords=luminet+destin\" target=\"_blank\"><strong>Le Destin de l&#8217;Univers : trous noirs et \u00e9nergie sombre<\/strong>.<\/a> Dans ce troisi\u00e8me billet je quitte le livre pour d\u00e9livrer mes premi\u00e8res impressions sur la d\u00e9couverte annonc\u00e9e jeudi. Dans un quatri\u00e8me et dernier billet, je discuterai du <em>futur de l&#8217;astronomie gravitationnelle<\/em>.<!--more--><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-2128\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/BHmerger_LIGO_960-450x337.jpg\" alt=\"BHmerger_LIGO_960\" width=\"450\" height=\"337\" srcset=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/BHmerger_LIGO_960-450x337.jpg 450w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/BHmerger_LIGO_960-768x575.jpg 768w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/BHmerger_LIGO_960.jpg 960w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/>\u00a0 Les ondes gravitationnelles <a href=\"http:\/\/journals.aps.org\/prl\/abstract\/10.1103\/PhysRevLett.116.061102\" target=\"_blank\">GW150914<\/a> d\u00e9tect\u00e9es simultan\u00e9ment le 14 septembre 2015 par les deux interf\u00e9rom\u00e8tres LIGO, situ\u00e9s dans les \u00e9tats de Washington et de Louisiane, reproduisent correctement les pr\u00e9dictions th\u00e9oriques d\u00e9crivant la fusion de deux trous noirs stellaires de 36 et 29 masses solaires, \u00e0 la distance de 1,3 milliards d&#8217;ann\u00e9es-lumi\u00e8re. La coalescence a engendr\u00e9 un trou noir unique de 62 masses solaires, les 3 masses solaires &#8220;manquantes&#8221; ayant \u00e9t\u00e9 converties en \u00e9nergie \u00e9vacu\u00e9es par les ondes gravitationnelles. L&#8217;illustration ci-dessus montre en haut une vue d&#8217;artiste du ph\u00e9nom\u00e8ne et en bas les deux courbes superpos\u00e9es donnant l&#8217;intensit\u00e9 du signal gravitationnel tel qu&#8217;il a \u00e9t\u00e9 capt\u00e9 par les deux d\u00e9tecteurs LIGO durant\u00a0 0,3 seconde.\u00a0 Pour m\u00e9moire, je reproduis ci-dessous la figure th\u00e9orique que je montrais dans mon billet <a href=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/02\/10\/la-lumiere-gravitationnelle-1\/\">1\/3 : Principes de base<\/a>. On appr\u00e9ciera la similitude.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2091\" aria-describedby=\"caption-attachment-2091\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-2091\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/ondesgrav4-450x268.jpg\" alt=\"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.\" width=\"450\" height=\"268\" srcset=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/ondesgrav4-450x268.jpg 450w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/ondesgrav4.jpg 483w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2091\" class=\"wp-caption-text\">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<p style=\"text-align: justify\">Je livre ici bri\u00e8vement mes premi\u00e8res impressions, sans les d\u00e9velopper davantage.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Je note en premier lieu les masses \u00e9tonnamment \u00e9lev\u00e9es des trous noirs mis en jeu. Jusqu&#8217;ici , les trous noirs stellaires les plus massifs pr\u00e9sents dans des syst\u00e8mes binaires \u00e0 rayons X ne d\u00e9passaient pas 15 masses solaires. Un trou noir stellaire se forme soit par la fusion de deux \u00e9toiles \u00e0 neutrons, soit dans une explosion d&#8217;hypernova associ\u00e9e \u00e0 une \u00e9toile massive. Dans le premier cas, on ne peut obtenir qu&#8217;un trou noir de masse modeste &#8211; au plus 6 masses solaires -, puisque les \u00e9toiles \u00e0 neutrons g\u00e9nitrices ne peuvent chacune d\u00e9passer 3 masses solaires. Un trou noir massif de 30 masses solaires ne peut donc provenir\u00a0 que d&#8217;une explosion d&#8217;hypernova associ\u00e9e \u00e0 une \u00e9toile d&#8217;au moins 100 masses solaires. C&#8217;est en effet le c\u0153ur de l&#8217;\u00e9toile qui s&#8217;effondre pour former le trou noir, l&#8217;essentiel de la masse stellaire \u00e9tant au contraire \u00e9ject\u00e9 dans une titanesque explosion. D&#8217;ailleurs, les (difficiles) simulations num\u00e9riques de tels ph\u00e9nom\u00e8nes n&#8217;avaient jusqu&#8217;ici jamais r\u00e9ussi \u00e0 produire des trous noirs r\u00e9siduels aussi massifs que 30 masses solaires. Preuve que la nature a encore bien des tours dans son sac, et que nos mod\u00e8les num\u00e9riques d&#8217;effondrement gravitationnel sont \u00e0 revoir&#8230; C&#8217;est une premi\u00e8re bonne nouvelle.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2145\" aria-describedby=\"caption-attachment-2145\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-2145\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/96284main_GRB-DestroyStar1D-450x304.jpg\" alt=\"Simulation num\u00e9rique d'une explosion d'hypernova, donnant naissance \u00e0 un sursaut de rayonnement gamma et formant un trou noir au centre. \" width=\"450\" height=\"304\" srcset=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/96284main_GRB-DestroyStar1D-450x304.jpg 450w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/96284main_GRB-DestroyStar1D.jpg 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2145\" class=\"wp-caption-text\">Simulation num\u00e9rique d&#8217;une explosion d&#8217;hypernova, donnant naissance \u00e0 un sursaut de rayonnement gamma et formant un trou noir au centre.<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify\">Je note ensuite qu&#8217;il est tr\u00e8s \u00e9tonnant d&#8217;avoir non pas un, mais <em>deux<\/em> trous noirs stellaires inhabituellement massifs, de surcro\u00eet accoupl\u00e9s dans un syst\u00e8me binaire serr\u00e9. En effet, les \u00e9toiles hypermassives (disons 100 masses solaires) seules susceptibles d&#8217;engendrer des trous noirs de\u00a0 30 masses solaires sont excessivement rares (peut-\u00eatre une sur 100 000). Mais en avoir DEUX vivant en couple para\u00eet totalement invraisemblable.\u00a0 On peut penser en outre\u00a0 qu&#8217;une cataclysmique explosion d&#8217;hypernova aurait tendance \u00e0 briser n&#8217;importe quel couple. Or ici il y aurait eu deux explosions cataclysmiques dans un couple serr\u00e9, et le couple aurait r\u00e9sist\u00e9 (comme c&#8217;est beau&#8230;) Et puisque les faits sont t\u00eatus, il a falloir aussi r\u00e9viser nos mod\u00e8les sur la formation et l&#8217;\u00e9volution des binaires massives. Deuxi\u00e8me bonne nouvelle !<\/p>\n<figure id=\"attachment_2143\" aria-describedby=\"caption-attachment-2143\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-2143\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/CbCGOoAWwAE6-YB-450x225.jpg\" alt=\"Un couple serr\u00e9 de deux trous noirs anormalement massifs, destin\u00e9s \u00e0 fusionner. \" width=\"450\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/CbCGOoAWwAE6-YB-450x225.jpg 450w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/CbCGOoAWwAE6-YB.jpg 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2143\" class=\"wp-caption-text\">Un couple serr\u00e9 de deux trous noirs anormalement massifs, destin\u00e9s \u00e0 fusionner.<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify\">Enfin, je m&#8217;esbaudis devant la combinaison inou\u00efe d&#8217;heureux hasards ayant permis aux \u00e9quipes LIGO d&#8217;avoir d\u00e9tect\u00e9 l&#8217;\u00e9v\u00e9nement GW150914:<br \/>\n1\/ les d\u00e9tecteurs &#8220;advanced LIGO&#8221; sont entr\u00e9s en op\u00e9ration d\u00e9but septembre 2015 et ont re\u00e7u le signal le 14, un signal pourtant \u00e9mis (en une seule fois) il y a &#8230; 1,3 milliards d&#8217;ann\u00e9es!<br \/>\n2\/ la sensibilit\u00e9 des d\u00e9tecteurs tout juste branch\u00e9s n&#8217;\u00e9tait pas encore \u00e0 son stade nominal pour capter un signal gravitationnel r\u00e9sultant de la fusion &#8220;typique&#8221; de deux trous noirs de 10 masses solaires. Il a donc fallu une \u00e9v\u00e9nement extr\u00eamement atypique, mettant en jeu un couple <em>anormal<\/em> form\u00e9 de deux trous noirs <em>anormalement massifs<\/em> pour produire un signal d&#8217;intensit\u00e9\u00a0 <em>anormalement \u00e9lev\u00e9e !!<\/em><\/p>\n<figure id=\"attachment_2146\" aria-describedby=\"caption-attachment-2146\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-2146\" src=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/Ca8iSt2UEAEho7h-450x393.jpg\" alt=\"De quoi se congratuler avec une chance pareille! \" width=\"450\" height=\"393\" srcset=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/Ca8iSt2UEAEho7h-450x393.jpg 450w, https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2016\/02\/Ca8iSt2UEAEho7h.jpg 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2146\" class=\"wp-caption-text\">De quoi se congratuler avec une chance pareille!<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify\">Dans le quatri\u00e8me et dernier billet consacr\u00e9 aux ondes gravitationnelles, je parlerai des futurs projets d&#8217;interf\u00e9rom\u00e8tres embarqu\u00e9s dans l&#8217;espace, qui \u00e9largiront consid\u00e9rablement la gamme de ph\u00e9nom\u00e8nes physiques susceptibles d&#8217;\u00eatre d\u00e9tect\u00e9s par leur rayonnement gravitationnel.<\/p>\n<p><strong>Suite et fin : Le futur est dans l&#8217;espace<\/strong><\/p>\n<!-- AddThis Advanced Settings generic via filter on the_content --><!-- AddThis Share Buttons generic via filter on the_content -->","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent : De la barre \u00e0 l&#8217;interf\u00e9rom\u00e8tre L&#8217;annonce historique de la premi\u00e8re d\u00e9tection directe des ondes gravitationnelles a bel et bien \u00e9t\u00e9 faite le jeudi 11 f\u00e9vrier 2016 par les \u00e9quipes de chercheurs travaillant sur les interf\u00e9rom\u00e8tres LIGO et VIRGO. 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