Prédites par Albert Einstein en 1915 dans sa théorie de la relativité générale, les scientifiques du projet LIGO ont tenu une conférence jeudi 11 février afin d’y annoncer l’observation directe d’ondes gravitationnelles générées par la collision de deux trous noirs il y a 1,3 milliard d’années. La collision qui a duré 20 millième de secondes a consommé une énergie équivalente à trois fois la masse du soleil faisant vibrer l’espace-temps.
Telles des vaguelettes que nous pouvons observer après avoir lancé un caillou dans l’eau, les ondes gravitationnelles sont quant à elles provoquées par l’accélération de deux corps massifs en rotation l’un autour de l’autre, les trous noirs, déformant la courbure de l’espace-temps. Les ondes de cette rotation se propagent ensuite à la vitesse de la lumière mais il totalement impossible pour nous pauvres humains de les voir ou de les ressentir. Einstein ne doutait ainsi pas de leur existence mais estimait que les distances étaient trop importantes pour l’on puisse en observer (les vaguelettes s’estompent à mesure qu’elles « avancent » à la surface de l’eau).
Le 14 septembre dernier, les ondes de cette collision ont frappé la terre et les scientifiques du projet ont pu les détecter en observant une différence entre des signaux lumineux envoyés au même instant mais « arrivant » avec un infime décalage. La vitesse de la lumière étant constante, ce décalage est dû à une courbure de l’espace-temps, à des ondes gravitationnelles qui ont contraint l’un des signaux à effectuer davantage de distance/temps que l’autre, tel un bateau devant monter puis descendre des vagues, le ralentissant et le contraignant à effectuer davantage de distance qu’un concurrent naviguant sur une mer plate.
Cette découverte est importante car elle prouve l’existence des ondes gravitationnelles observées indirectement en 1974 ainsi que l’existence de trous noirs. Surtout, elle ouvre un nouveau champ d’expérimentation : l’astronomie par ondes gravitationnelles, l’observation de phénomènes lointains par les ondes et non plus par la lumière. Ceci permettrait de déterminer si l’espace-temps est fait de cordes cosmiques, de comprendre l’origine de l’explosion des étoiles ou de déterminer la vitesse de l’expansion de l’univers. Comme les rayons infrarouges ou X ont permis de voir l’invisible, les ondes gravitationnelles permettraient d’étudier des phénomènes cosmiques invisibles, telle l’éventuelle trace gravitationnelle du Big Bang survenu il y a 13,8 milliards d’années.