Interférométrie
La découverte des ondes gravitationnelles
Le 11 février 2016, David Reitze, le directeur du consortium LIGO, annonçait lors d’une conférence de presse : « Nous avons détecté des ondes gravitationnelles. » Selon l’analyse du signal et les modélisations d’événements cosmiques catastrophiques réalisées par les théoriciens, l’onde proviendrait de la coalescence de deux trous noirs situés à environ 400 mégaparsecs (soit 1,3 milliard d’années-lumière) de la Terre ; la rencontre de ces deux corps, de masses approximatives comprises entre 29 et 36 fois la masse solaire, aurait résulté en la formation d’un trou noir de 62 masses solaires et au dégagement brutal d’une immense quantité d’énergie emportée par l’onde gravitationnelle. Le signal émis il y a plus d’un milliard d’années est parvenu le 14 septembre 2015 à 11 h 50, d’abord sur l’antenne LIGO de Livingston, puis 7 millisecondes plus tard sur celle de Hanford. Après cinq mois d’analyse et de contrôles, les physiciens ont publié en février 2016 dans les revues Physical Review Letters et Astrophysical Journal les détails de leurs observations et de leur interprétation. Le signal n’a duré qu’un quart de seconde ; il est apparu d’abord comme une oscillation ayant une fréquence de 35 Hz puis s’est accéléré jusqu’à 250 Hz avant de devenir chaotique et de disparaître. LIGO venait juste d’être remis en service après une période d’arrêt afin d’optimiser ses performances par le remplacement de nombreux composants. Comme les autres détecteurs n’étaient pas en service, on ne pouvait pas localiser par triangulation la source des ondes.
Le retentissement de cette annonce dans le monde scientifique, mais aussi auprès d’un plus large public, fut à la hauteur des efforts fournis pour surmonter l’exceptionnel défi que constituait la détection d’un signal aussi ténu. Le prix Nobel de physique 2017 fut attribué aux physiciens américains Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S. Thorne pour leurs « contributions décisives au détecteur LIGO et à l'observation des ondes gravitationnelles ».
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