Le CERN félicite les découvreurs des ondes gravitationnelles

Vue aérienne de l'observatoire de Hanford aux Etats-Unis, l'un des deux interféromètres de LIGO qui a détecté les ondes gravitationnelles dont la découverte a été annoncée le 11 février. (Image: Caltech/MIT/LIGO Lab)

Le CERN adresse ses félicitations à LIGO après l’annonce de la toute la première observation d’ondes gravitationnelles, 100 ans après la prédiction de leur existence par Albert Einstein. Le signal des ondes gravitationnelles a été enregistré par l’observatoire LIGO (Laser Interferometer Gravitational wave Observatory), aux États-Unis, et analysé par un groupe international de scientifiques, dont font partie des équipes de CalTech, du MIT, de la collaboration scientifique LIGO* et de la collaboration européenne Virgo.

Parmi les prédictions de la théorie de la relativité générale d’Einstein, le seul élément à n’avoir pas encore été observé était la trace directe de l’existence des ondes gravitationnelles. Einstein avait prédit que les masses déforment l’espace-temps et que tout changement de leur position entraîne par conséquent une distorsion se propageant à la vitesse de la lumière, autrement dit des ondes gravitationnelles. Pour lui, ces ondulations étaient trop faibles pour être jamais détectées ; jusqu’à aujourd’hui, c’était vrai.

La collaboration scientifique LIGO et la collaboration Virgo exploitent trois observatoires suffisamment sensibles pour détecter des ondes gravitationnelles, lesquelles seraient causées par des événements violents survenant dans l’Univers, comme des explosions d’étoiles ou des collisions entre des trous noirs.

LIGO compte deux sites aux États-Unis, distants de plusieurs milliers de kilomètres l’un de l’autre : l’observatoire Hanford à Washington et l’observatoire Livingston en Louisiane. Ces deux observatoires fonctionnent à l’unisson, ce qui permet d’augmenter la sensibilité de l’installation et de débarrasser le signal des vibrations locales, afin d’éviter que celles-ci ne soient confondues avec des ondes gravitationnelles.

Barry Barish de l'institut CALTECH et de la collaboration LIGO présente la découverte des ondes gravitationnelles lors d'une conférence dans l'amphithéâtre du CERN plein à craquer, le jeudi 11 février. (Image: Maximilian Brice/CERN)

Sur chaque site sont installés deux tubes de quatre kilomètres de long chacun, disposés de manière à former un « L » et protégés par une enceinte en béton, qui bloque les interférences venant du monde extérieur. Une série de miroirs et de lasers, placés à l’intérieur des tubes, mesurent leur longueur, qui change très légèrement si une onde gravitationnelle les traverse. Les interféromètres de LIGO ont récemment été améliorés, ce qui a multiplié par trois la sensibilité des détecteurs, et ils n’ont recommencé à prendre des mesures qu’en septembre 2015. Juste après leur remise en service, les deux interféromètres ont détecté le même signal, au même moment : celui dont il est question aujourd’hui. On estime qu’il a été produit par la collision cataclysmique, à environ 1 milliard d'années-lumière de la Terre, de deux trous noirs ayant des masses de 36 et de 29 fois celle du Soleil.

La collaboration européenne Virgo exploite un observatoire du même type à Cascina, près de Pise (Italie). Cet interféromètre est actuellement à l’arrêt en raison d’importants travaux d’amélioration. Il sera remis en service plus tard dans l’année.

Lire l’article d’opinion sur cette découverte extraordinaire.

Lire l'article du journal du CNRS, dont des laboratoires sont membres de la collaboration Virgo.

*La collaboration scientifique LIGO intègre la collaboration GEO600.