(Image générée à titre d'illustration uniquement)
La relativité générale prédit que l'accélération des masses génère des ondulations dans l'espace-temps, appelées ondes gravitationnelles. Ces ondes se propagent vers l'extérieur à la vitesse de la lumière, transportant de l'énergie sous forme de rayonnement gravitationnel. Elles sont créées par des événements cosmiques cataclysmiques, comme la fusion de trous noirs ou d'étoiles à neutrons, qui provoquent l'étirement et la contraction de l'espace-temps à leur passage.
Les ondes gravitationnelles sont des perturbations de la courbure de l'espace-temps, générées par des masses accélérées, qui se propagent à la vitesse de la lumière depuis leur source. Prédites par Einstein en 1916, elles diffèrent des ondes électromagnétiques, qui sont des oscillations de champs *à travers* l'espace-temps ; les ondes gravitationnelles sont des oscillations *de* l'espace-temps lui-même. Lorsqu'une onde se propage, elle étire et comprime l'espace, ainsi que tout objet qu'il contient, perpendiculairement à sa direction de propagation. Cet effet est incroyablement faible. Même pour les événements cosmiques les plus violents, la variation de distance sur un kilomètre est inférieure à la largeur d'un proton, ce qui rend leur détection extrêmement difficile.
Pendant des décennies, leur existence n'a été déduite qu'indirectement du pulsar binaire Hulse-Taylor, dont la désintégration orbitale correspondait aux prédictions de perte d'énergie par rayonnement gravitationnel. La première détection directe a eu lieu le 14 septembre 2015 par l'Observatoire d'ondes gravitationnelles par interféromètre laser (LIGO). Le signal, GW150914, provenait de la fusion de deux trous noirs de masse stellaire, à plus d'un milliard d'années-lumière. Cette découverte historique, qui lui a valu le prix Nobel de physique 2017, a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers. L'astronomie des ondes gravitationnelles permet aux scientifiques d'observer des phénomènes invisibles aux télescopes traditionnels, comme la fusion de trous noirs, et de tester la relativité générale dans des régimes de gravité extrême.
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Ondes gravitationnelles
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