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Les ondes gravitationnelles

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Selon la théorie de la Relativité Générale, toute masse ou quantité d’énergie modifie l’espace-temps, c’est à dire modifie les distances et le temps mesurés avec une règle et une horloge. Si la masse subit un mouvement accéléré et asymétrique, ces modifications de l’espace-temps peuvent se propager, comme une vague à la surface de l’eau : c’est une onde gravitationnelle. Pour plus de détails, voir le site web de l’expérience Virgo.

Lorsqu’une étoile massive explose en supernova, lorsqu’un trou noir est créé, lorsqu’une étoile à neutron tourne sur elle-même en émettant un intense rayonnement électromagnétique ou lorsque deux étoiles à neutrons orbitent l’une autour de l’autre, des ondes gravitationnelles intenses peuvent être émises. Elles sont si peu absorbées par la matière que l’on peut les détecter sur Terre même provenant de sources distantes de plusieurs millions d’années-lumière.

Une première preuve indirecte de l’existence des ondes gravitationnelles avait été obtenue grâce à système binaire d’étoiles à neutrons PSR1913+16, découvert en 1974 par Russell Hulse et Joseph Taylor. Les mesures par effet Doppler de la vitesse orbitale d’une des deux étoiles, répétée sur plus de 30 ans par Joël Weisberg et Joseph Taylor, ont montré que la décroissance de la période orbitale des deux étoiles est en très bon accord avec l’hypothèse d’une émission d’ondes gravitationnelles.

Depuis le 14 septembre 2015, les détecteurs interférométriques des collaborations LIGO et Virgo ont fourni la preuve directe de l’existence des ondes gravitationnelles, en détectant ces ondes émises lors de la fusion de trous noirs ou d’étoiles a neutrons.