Pour la première fois, des scientifiques ont observé des ondulations de l’espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, produites par un événement cataclysmique dans l’Univers lointain atteignant la Terre après un long voyage.
Cette détection a été réalisée par les deux détecteurs jumeaux de LIGO(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) situés aux Etats-Unis – à Livingston, en Louisiane, et Hanford, dans l’Etat de Washington. Une centaine de scientifiques travaillant dans six laboratoires associés au CNRS dont l’UMR Artémis (CNRS-OCA-UNS) ont contribué à cette découverte, au sein de la collaboration Virgo.
Les ondes gravitationnelles sont une déformation de l’espace qui se propage à travers le cosmos. Toute masse qui bouge engendre une telle onde. Mais on ne peut espérer détecter que les plus puissantes d’entre elles, qui sont créées par les couples de trous noirs ou d’étoiles à neutrons juste avant qu’ils ne fusionnent, ou par une étoile qui explose.
L’observation de ces ondes donne en principe accès à des informations qu’aucun télescope ne pourra jamais atteindre. Il existe des événements, comme la fusion de trous noirs, qui pourraient même ne produire aucune lumière. Puisqu’il s’agit d’une première observation, l’impact pourrait être énorme sur les recherches en physique et en astrophysique, semblable à celui des lunettes et télescopes depuis la première observation du ciel par Galilée en 1609. D’ors et déjà, nous avons la preuve de l’existence de trous noirs dont la masse est équivalente à 30 fois la masse du soleil, ce qui n’avait encore jamais été vu. Il va falloir comprendre comment ils ont pu être formés.
Une quinzaine de chercheurs et d’ingénieurs du laboratoire Artémis (CNRS-UNS-OCA) ont eu des contributions importantes aux interféromètres (LIGO aux Etats-Unis et VIRGO en Italie, et bientôt d’autres) qui permettent la détection des ondes gravitationnelles. Ces contributions portent sur les lasers, la conception et la modélisation des interféromètres, sur l’analyse des données. Celle-ci est très complexe et a été réalisée conjointement par les équipes de LIGO et de VIRGO. Elle a nécessité l’équivalent de 20 000 PC pendant une centaine de jours. La construction des interféromètres est encore plus complexe.
© Cyril Fresillon / Virgo / CNRS Photothèque
Virgo : intérieur du bras ouest de 3 km dans lequel circule l’un des deux faisceaux laser infrarouge de l’interféromètre Virgo à Cascina près de Pise en Italie. Un deuxième bras perpendiculaire à celui-ci permet la propagation d’un second faisceau. Virgo est un détecteur d’ondes gravitationnelles qui mesure les déformations de l’espace générées par le passage de ces ondes. Chaque galerie contient un tube vide de 120 cm de diamètre dans lequel le faisceau circule sous ultra-vide. La source lumineuse initiale est divisée en deux faisceaux grâce à une lame séparatrice. Au bout de chaque galerie, des miroirs réfléchissent la lumière permettant aux faisceaux de se recombiner sur la lame. Le faisceau est ensuite envoyé sur des photodiodes qui détectent les interférences provoquées par les ondes gravitationnelles.La construction de VIRGO est en train d’être achevée, et VIRGO commencera à fonctionner fin 2016. Avec trois antennes au lieu de deux aujourd’hui, la localisation des sources sera assez précise pour que les télescopes puissent pointer rapidement dans la direction du signal et nous renseigner peut-être un peu plus sur la source des signaux.
Le communiqué de presse du CNRS dans le cadre de la conférence de presse donnée le jeudi 11 février 2016.