Les détecteurs gravitationnelles

INTRODUCTION AUX ONDES GRAVITATIONNELLES

Les ondes gravitationnelles sont des perturbations de l'espace-temps prédites par la théorie de la relativité générale d'Einstein. Elles sont produites par des événements cosmiques violents, tels que :

Collisions de trous noirs

Explosions de supernovae

Fusion d'étoiles à neutrons

LES DÉTECTEURS D'ONDES GRAVITATIONNELLES

Il existe plusieurs types de détecteurs d'ondes gravitationnelles :

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)

Situé aux États-Unis (Hanford et Livingston)

Utilise des lasers pour mesurer les variations de distance entre des miroirs suspendus à 4 km de distance

A détecté les premières ondes gravitationnelles en 2015

VIRGO

Situé en Italie

Utilise une technologie similaire à LIGO, mais avec des bras de 3 km de longueur

A rejoint LIGO en 2017 pour former le réseau de détection LIGO-VIRGO

Les ondes gravitationnelle : c'est quoi au juste ?

Une onde gravitationnelle peut être décrite de plusieurs manières :

Mathématiquement :

C'est une perturbation de la métrique de l'espace-temps, décrite par l'équation d'Einstein :

Rμν - 1/2Rgμν = (8πG/c^4)Tμν

Où Rμν est le tenseur de courbure de Ricci, R est la courbure scalaire, gμν est la métrique de l'espace-temps, G est la constante gravitationnelle, c est la vitesse de la lumière et Tμν est le tenseur d'énergie-impulsion.

Physiquement :

C'est une onde qui se propage à la vitesse de la lumière

Elle transporte de l'énergie et de la quantité de mouvement

Elle provoque une distorsion de l'espace-temps, faisant varier les distances entre les objets

Visuellement :

Imagine une pierre jetée dans un étang : les ondes gravitationnelles sont comme les rides à la surface de l'eau

Ou encore, imagine un trampoline avec des objets dessus : lorsqu'une masse passe à proximité, le trampoline se déforme, créant des ondes qui se propagent.