Relativité générale/Ondes gravitationnelles
En remplaçant y par ict dans l'équation de Laplace, on obtient l'équation de d'Alembert des ondes gravitationnelles planes pour les coefficients de la métrique :
Lorsque les ondes gravitationnelles traversent le champ de gravitation d'une étoile, leur vitesse peut changer comme celle des ondes électromagnétiques. En quatre dimensions d'espace-temps, on obtient la loi de Laplace relativiste (ou de Poisson relativiste lorsque le second membre est différent de zéro).
Détection des ondes gravitationnelles
modifierLe 14 septembre 2015, des ondes gravitationnelles ont été détectées par les chercheurs du LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Les deux détecteurs LIGO sont des interféromètres de Michelson géants d'une longueur de 4 km construits aux États-Unis.
- voici les 6 premières détections confirmées :
Date de détection | Détecteurs | Date de confirmation | Phénomène | bilan (en masses solaires) |
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14 septembre 2015 ( GW150914 ) |
LIGO | 11 février 2016 | Coalescence de 2 trous noirs à 1,3.109 a-l | 29 + 36 —> 62 + 3 |
26 décembre 2015 ( GW151226 ) |
LIGO | 15 juin 2016 | Coalescence de 2 trous noirs à 1,4.109 a-l | 14,2 + 7,5 —> 20,8 + 1 |
04 janvier 2017 ( GW170104 ) |
LIGO | 1 juin 2017 | Coalescence de 2 trous noirs | 31,2 + 19,4 → 48,7 + 2. |
14 août 2017 ( GW170814 ) |
LIGO - Virgo | 27 septembre 2017 | Coalescence de deux trous noirs | 25 + 31 → 53 + 3. |
17 août 2017 ( GW170817 ) |
LIGO - Virgo | 16 octobre 2017 | Coalescence de 2 étoiles à neutrons | |
08 juin 2017 ( GW170608 ) |
LIGO | 15 novembre 2017 | Coalescence de 2 trous noirs | 12 + 7 → 18 + 1. |
La plupart des théories de gravité quantique postulent l'existence d'une particule élémentaire ( le graviton ) associée à l'onde gravitationnelle mais pour le moment ( i.e. en octobre 2016), l’existence du graviton reste hypothétique.
GW150914
modifierDans le cas de GW150914 , le trou noir A avait une masse équivalente à 29 soleils et le trou noir B avait une masse de 36 soleils. Lors de la fusion, on observe un nouveau trou noir qui est équivalent à 62 soleils. On a donc l' équivalent de 3 masses solaires qui ont été converties en ondes gravitationnelles. La coalescence a eu lieu à une distance de 1,3 milliard d'années-lumière, c'est-à-dire que l'onde gravitationnelle émise a été détectée 1,3 milliard d'années plus tard sur terre.
Notes
modifier- GW150914 a été confirmé dans un article du PHYSICAL REVIEW LETTERS - week ending: 12 FEBRUARY 2016, no 116, 061102 (2016) publié par une collaboration entre LIGO (USA) et Virgo (Franco-Italien) et qui a été signé par 1009 chercheurs rattachés à 133 laboratoires ou instituts. (on peut lire l'article sur commons.wikimedia.org : ici )
- Nathalie Deruelle et Jean-Pierre Lasota, Les Ondes gravitationnelles, Odile Jacob - sciences , (2018)
- On trouve la liste complète des détections sur wikipédia Liste d'ondes gravitationnelles