Il y a un an cette semaine, l’expression « ondes gravitationnelles » surgissait dans l’espace public. Une équipe internationale regroupée autour de l’observatoire LIGO annonçait avoir détecté pour la première fois cette chose qui pourrait changer le visage de l’astronomie... mais qui n’en est pas devenue plus claire pour autant pour le grand public. Un an plus tard, où en est-on ?

Historiquement, il y avait eu le passage des télescopes aux radiotélescopes : après avoir exploré le cosmos pendant des siècles au moyen de ce qui était visible, la radio-astronomie avait permis de « voir » une dimension cachée qui nous avait échappé jusqu’alors. Les ondes gravitationnelles promettent, à leur tour, d’ouvrir sur une dimension cachée.

Dans son dernier numéro, le New Scientist identifie quatre des grands mystères que ces ondes pourraient contribuer à résoudre.

L’énergie sombre. Elle est, par définition, invisible aux télescopes. En théorie, les ondes gravitationnelles créées par des événements aux dimensions cosmiques — comme cette collision entre deux trous noirs détectée l'an dernier — pourraient trahir la présence de cette énergie sombre. La plus proche analogie est celle des cercles créés à la surface de l’eau par une pierre qu’on y jette. Si on parvient à observer plusieurs cercles, on peut déduire la présence d’un affleurement rocheux caché sous la surface de l’eau.

Le principe d’équivalence. La gravité est-elle aussi universelle qu’on le croit ? Affecte-t-elle de façon égale tout ce qui, dans l’univers, a une masse ? Ici, ce n’est pas juste une question aux répercussions cosmiques : même la plus infime des variations aurait une influence sur nos GPS, explique au New Scientist XueFeng Wu, de l’Observatoire de la Montagne Pourpre, en Chine.

L’inflation cosmique. Plus les observations de LIGO ou (plus probablement) celles de ses successeurs seront raffinées, et plus les astrophysiciens tenteront de détecter des ondes gravitationnelles primordiales — celles produites dans les premiers instants suivant le Big Bang. S’ils y parviennent, ce serait leur premier regard indirect sur « l’inflation », cette micro-fraction de la première seconde pendant laquelle l’Univers a grandi de façon exponentielle.

La grande unification. Si on remonte jusqu’aux premiers moments suivant le Big Bang, on devrait théoriquement « voir » le moment où les quatre grandes forces qui constituent aujourd’hui l’univers n’en formaient qu’une seule. Le processus par lequel elles se sont « séparées », est encore à découvrir.

Le 11 février 2016, l’équipe du Laser Interferometer Gravitational-Wave observatory ou LIGO annonçait la détection de ses premières ondes gravitationnelles. Un an plus tard, les chercheurs en sont encore à tenter de définir ce que seront les futurs signaux : quelle séquence d’ondes leur faut-il extraire du « bruit » détecté par LIGO, séquences qui ne pourront pas être autre chose que l’empreinte d’une onde gravitationnelle ?

Selon les rumeurs qui circulent depuis un congrès tenu à la fin-janvier, pointe à l'horizon la possibilité de deux autres observations en cours de confirmation.

 

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Un documentaire de 20 minutes, LIGO Detection: Behind the scenes of the discovery of the decade, est présenté cette semaine en première par le New Scientist.