Qu’est-ce que les échos gravitationnels peuvent nous révéler ?

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Italie | Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement
20 octobre 2017

Des chercheurs de l’Université de Rome “La Sapienza”, en collaboration avec l’Institut Technique Supérieur de Lisbonne, ont démontré comment la détection d’échos gravitationnels pourrait fournir de nouveaux indices sur la théorie de la gravitation formulée par Einstein. L’étude a été publiée sur la revue scientifique Nature Astronomy.

Les chercheurs Paolo Pani (du département de physique de l’Université de Rome “La Sapienza”) et Vitor Cardoso (de l’Institut Technique Supérieur de Lisbonne) mettent en évidence comment, grâce à de nouveaux modèles théoriques, l’astronomie gravitationnelle pourrait fournir des informations sur la nature des “objets compacts”. Par ce terme, les astrophysiciens indiquent les grandes masses concentrées dans de très petites régions, comme par exemple les trous noirs. Les ondes gravitationnelles contiennent en effet des informations sur la nature des objets compacts, exactement comme les ondes sonores produites par un instrument de musique dépendent des propriétés de ce dernier : de sa forme, de ses dimensions et du matériau dont il est fait. La première détection des ondes gravitationnelles en 2015 a représenté une confirmation très importante de la théorie d’Einstein et a ouvert la voie à un nouveau chapitre de la physique.

Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, une étoile massive, à la fin de son cycle de vie, s’effondre pour devenir un objet compact, c’est-à-dire une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir, dont la physique interne reste encore inconnue. Cet objet compact déforme l’espace-temps de façon si drastique que même la lumière est incapable de sortir de son “horizon des événements”, c’est-à-dire de la région au-delà de laquelle il n’est plus possible d’observer un phénomène. Des nouveaux modèles théoriques suggèrent que l’éventuelle présence d’échos gravitationnels, s’ils étaient détectés par les interféromètres LIGO et Virgo, pourrait indiquer que les trous noirs ne sont pas comme on le supposait jusqu’à aujourd’hui. Selon différents modèles de gravité quantique, l’horizon des événements ne se formerait pas et l’effondrement gravitationnel se terminerait par la formation d’un objet exotique compact plutôt que d’un véritable trou noir.

Paolo Pani précise que grâce aux interféromètres LIGO et Virgo, quand ils atteindront leur précision maximale, les scientifiques auront la possibilité de démentir ou confirmer ces hypothèses. Avec le projet DarkGRA lié à ces thématiques, Paolo Pani a obtenu un financement “Starting Grant” de l’European Research Council. Le projet se propose d’étudier de nouveaux phénomènes liés aux sources gravitationnelles plus extrêmes : les trous noirs et les étoiles à neutrons. Ces objets sont des véritables “laboratoires cosmiques”, grâce auxquels il est possible d’étudier les limites de la théorie de la relativité générale d’Einstein, la nature de l’horizon des événements des trous noirs, et les mystérieuses propriétés de la matière obscure qui imprègne notre univers.

Source : https://www.galileonet.it/2017/09/spazio-echi-gravitazionali/

Plus d’informations : https://www.nature.com/articles/s41550-017-0225-y

Rédacteur : Rossana Moselli, rossana.moselli[a]institutfrancais.it

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