Hier soir, j’ai sorti une petite vid\u00e9o de r\u00e9action \u00e0 chaud \u00e0 l’annonce de la \u00ab\u00a0d\u00e9couverte\u00a0\u00bb des ondes gravitationnelles par la collaboration LIGO.<\/p>\n
<\/iframe><\/p>\n<p>Quelques petites commentaires pour venir compl\u00e9ter ce que j’ai dit.<!--more--><\/p>\n<h3>La d\u00e9couverte la plus importante de l’histoire ?<\/h3>\n<p>Tout d’abord, il faut bien avoir en t\u00eate que ce dont on parle n’est pas stricto sensu une \u00ab\u00a0d\u00e9couverte\u00a0\u00bb, m\u00eame si ce terme est pratique et que je l’emploie. Les ondes gravitationnelles sont une pr\u00e9diction de la relavitit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, cette derni\u00e8re a d\u00e9j\u00e0 re\u00e7u un grand nombre de confirmations exp\u00e9rimentales. Aucun physicien sur Terre ne doutait du fait que les ondes gravitationnelles \u00e9taient r\u00e9elles. \u00c7a n’est donc pas comme si on d\u00e9couvrait un truc inconnu, et m\u00eame plut\u00f4t le contraire puisque sur le papier, on connaissait les ondes gravitationnelles depuis 100 ans ou presque !<\/p>\n<p>Ensuite, comme je le dis dans la vid\u00e9o, on avait d\u00e9j\u00e0 mis en \u00e9vidence ces ondes de mani\u00e8re indirecte gr\u00e2ce \u00e0 Hulse et Taylor, et \u00e0 leur pulsar. Le r\u00e9sultat de LIGO est donc plut\u00f4t<strong> la premi\u00e8re \u00ab\u00a0mise en \u00e9vidence directe\u00a0\u00bb des ondes gravitationnelles<\/strong>.<\/p>\n<p>Sur la vid\u00e9o, vous trouverez peut-\u00eatre que je sonne un peu blas\u00e9 \u00e0 la fin, quand je tente de \u00ab\u00a0relativiser\u00a0\u00bb un peu l’annonce. Ma principale raison pour cela, c’est que je trouve qu’il y a eu un peu trop de superlatifs associ\u00e9s \u00e0 cette annonce. Je ne pense pas qu’on puisse dire que cela soit la d\u00e9couverte du si\u00e8cle, ni que cela bouleverse ce que l’on sait, ni que l’on entre dans une nouvelle \u00e8re pour la cosmologie, ni que la science ne sera plus jamais comme avant, ni m\u00eame que dans 100 ans on se souviendra de ce jour etc.<\/p>\n<p>Si on veut faire des comparaisons, ce r\u00e9sultat est quand m\u00eame, \u00e0 mon avis, beaucoup moins riche d’implications et de cons\u00e9quences que par exemple<strong> la d\u00e9couverte de l’expansion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e de l’Univers<\/strong>, qui pour du coup \u00e9tait franchement inattendue, et a totalement boulevers\u00e9 certaines de nos visions de l’Univers.<\/p>\n<h3>Une exp\u00e9rience photog\u00e9nique<\/h3>\n<p>Bref, je pense que dans cette affaire, il y a surtout eu une formidable campagne de presse (et de rumeurs !) savamment orchestr\u00e9e par la <em>National Science Foundation<\/em> am\u00e9ricaine. Apr\u00e8s il faut dire aussi que l’exp\u00e9rience est d’une immense beaut\u00e9 conceptuelle, et du coup, beaucoup plus accessible que par exemple une exp\u00e9rience de physique des particules.<\/p>\n<p>En physique des particules, les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux ne parlent pas trop au grand public, et pour cause : <strong>on ne d\u00e9tecte jamais directement les particules comme le Higgs<\/strong>, mais on d\u00e9tecte le produit de leur d\u00e9sint\u00e9gration. Et pour avoir le droit de dire qu’on a \u00ab\u00a0d\u00e9couvert\u00a0\u00bb une particule, il faut montrer que cela fait statistiquement \u00ab\u00a0trop\u00a0\u00bb de d\u00e9sint\u00e9gration de ce type par rapport \u00e0 une situation o\u00f9 cette particule n’existerait pas (d’o\u00f9 le r\u00f4le des statistiques).<\/p>\n<p>Rien de tout cela ici : <strong>le \u00ab\u00a0graphique qui tue\u00a0\u00bb<\/strong>, tout le monde peut le comprendre : c’est l’allongement (relatif) du chemin parcouru par le faisceau dans les deux interf\u00e9rom\u00e8tres. Tr\u00e8s visuel !<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/02\/signal2.png\" rel=\"attachment wp-att-7872\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7872 lazyload\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/2016\/02\/signal2.png?w=600\" alt=\"signal2\" width=\"600\" height=\"210\" data-srcset=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/signal2.png 2018w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/signal2-300x105.png 300w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/signal2-1024x359.png 1024w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/signal2-768x269.png 768w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/signal2-1536x538.png 1536w\" data-sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 600px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 600\/210;\" \/><\/a><\/p>\n<h3>Quelles cons\u00e9quences ? \u00c7a va servir \u00e0 quoi ?<\/h3>\n<p>Sur la question de la mani\u00e8re dont cette \u00ab\u00a0mise en \u00e9vidence\u00a0\u00bb va changer quelque chose. Sur le plan th\u00e9orique, on l’a dit, cela ne change rien. Sur le plan exp\u00e9rimental, j’ai lu plusieurs fois que cela permettait une nouvelle forme d’astronomie, o\u00f9 on ne regarderait plus seulement la lumi\u00e8re, mais aussi les ondes gravitationnelles. C’est vrai que conceptuellement c’est une rupture totale, dans le sens o\u00f9 <strong>pour la premi\u00e8re fois on observe venant du ciel des ondes qui ne sont PAS \u00e9lectromagn\u00e9tiques<\/strong>.<\/p>\n<p>Apr\u00e8s il faut aussi relativiser les possibilit\u00e9s que \u00e7a offre. Une \u00e9toile \u00e9met de la lumi\u00e8re en permanence, alors que les ondes gravitationnelles sont extr\u00eamement rares : <strong>on ne peut pas d\u00e9cider d’observer tel ou tel objet en \u00ab\u00a0ondes gravitationnelles\u00a0\u00bb<\/strong>, car il n’y a aucune chance qu’il soit justement en train d’en \u00e9mettre suffisamment. Apr\u00e8s ne soyons pas si pessimistes, il existe d\u00e9j\u00e0 quelques situations (comme les supernovas), o\u00f9 l’on observe une grande r\u00e9gion du ciel en attendant que quelque chose se passe.<\/p>\n<p>La diff\u00e9rence est que pour les supernovas le ph\u00e9nom\u00e8ne dure suffisamment longtemps (quelques jours) pour que l’on ait le temps de r\u00e9agir. L\u00e0 avec les ondes gravitationnelles on parle d\u2019\u00e9v\u00e9nements de l’ordre de la seconde !<\/p>\n<p>Il y a tout de m\u00eame un avantage int\u00e9ressant des ondes gravitationnelles par rapport aux ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques. <strong>L’amplitude de la d\u00e9formation d\u00e9croit en 1\/R quand on s’\u00e9loigne de la sourc<\/strong>e, ce qui est quand m\u00eame plus avantageux que le flux lumineux qui lui d\u00e9croit en 1\/R\u00b2. Cela veut dire que l’on peut en th\u00e9orie \u00ab\u00a0voir plus loin\u00a0\u00bb avec les ondes gravitationnelles, ou plut\u00f4t\u00a0\u00ab\u00a0voir mieux\u00a0\u00bb plus loin.<\/p>\n<p>Mais au final je ne suis pas convaincu que l’astronomie va se trouver exp\u00e9rimentalement boulevers\u00e9e par \u00e7a. J’esp\u00e8re me tromper ! Notamment parce que tout laisse \u00e0 penser que LIGO est tellement sensible, qu’ils vont ramasser des \u00e9v\u00e9nements de ce genre \u00e0 la pelle. Petit d\u00e9tail savoureux : <strong>le r\u00e9sultat annonc\u00e9 hier a \u00e9t\u00e9 obtenu \u00e0 partir de donn\u00e9es r\u00e9colt\u00e9es pendant la phase de calibration<\/strong> et de mise en place du nouveaux syst\u00e8mes, avant m\u00eame le d\u00e9but de la campagne de mesure officielle ! Un truc de fou !<\/p>\n<h3>Un peu de calcul<\/h3>\n<p>Pour ceux qui ont eu le courage de me lire jusque l\u00e0, je termine par quelques informations et consid\u00e9rations plus fondamentales.<\/p>\n<p>On connait la distance entre les 2 d\u00e9tecteurs LIGO situ\u00e9s en Lousiane et dans l’\u00e9tat de Washington, on connait la vitesse de la lumi\u00e8re et la provenance approximative de l’onde. On peut donc v\u00e9rifier que le temps qui s’est \u00e9coul\u00e9 entre les deux d\u00e9tections colle avec ce qu’on attendait, et c’est le cas : 7 millisecondes. Si le graviton avait une masse, il aurait une vitesse inf\u00e9rieure \u00e0 celle de la lumi\u00e8re et le temps de parcours aurait \u00e9t\u00e9 plus long. Un des petits \u00ab\u00a0extras\u00a0\u00bb de ce r\u00e9sultat est donc de mettre <strong>une borne sur la masse du graviton<\/strong>, et de confirmer ce \u00e0 quoi on s’attendait en th\u00e9orie, c’est-\u00e0-dire que le graviton a une masse nulle, ou alors vraiment tr\u00e8s petite.<\/p>\n<p>Autre r\u00e9sultat amusant qui a \u00e9t\u00e9 mis en \u00e9vidence par LIGO, c’est la perte d’\u00e9nergie du binaire li\u00e9e au ph\u00e9nom\u00e8ne des ondes gravitationnelles \u00e9mises pendant la collision. Les deux trous noirs impliqu\u00e9s faisaient respectivement 36 et 29 fois la masse du Soleil, et le trou noir final r\u00e9sultant pesait 62 masses solaires. Si vous faites l’addition, vous remarquerez que <strong>3 masses solaires ont disparu<\/strong> : cela correspond \u00e0 l’\u00e9nergie rayonn\u00e9e dans la bouff\u00e9e d’ondes gravitationnelles qui pr\u00e9c\u00e8de le cataclysme final. L’\u00e9quivalent de 3 fois la masse du soleil en une fraction de seconde : exercice pour le lecteur, je vous laisse trouver la masse du soleil, faire E=mc\u00b2 et diviser par le temps pour calculer la puissance de l\u2019\u00e9v\u00e9nement en Watts (<a href=\"https:\/\/www.wolframalpha.com\/input\/?i=(3+mass+of+sun)*c%5E2%2F(1+second)\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">r\u00e9ponse ici : 10^47 Watts !<\/a>)<\/p>\n<h4>Pour aller plus loin :<\/h4>\n<ul>\n<li><em>Pour les anglophones, <a href=\"http:\/\/www.newyorker.com\/tech\/elements\/gravitational-waves-exist-heres-how-scientists-finally-found-them\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">un article formidable du New Yorker<\/a> qui relate l’histoire de la d\u00e9couverte. Vous noterez \u00e0 quel point cet article est sup\u00e9rieur \u00e0 tout ce que l’on peut lire en France sur le sujet… J’adore le New Yorker !<\/em><\/li>\n<li><em>Un autre de mes billets dans le m\u00eame genre : <a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2014\/03\/24\/ondes-gravitationnelles-inflation\/\">Ondes gravitationnelles ? Inflation ? Ou les deux ?<\/a>\u00a0 Pour comprendre le lien entre l’annonce d’hier et l’annonce de 2014 sur les ondes gravitationnelles primordiales et l’inflation (qui a fait pschittt rappelons le).<\/em><\/li>\n<li><em><a href=\"http:\/\/www.ca-se-passe-la-haut.fr\/2016\/02\/ligo-observe-la-fusion-de-deux-trous.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Un billet tr\u00e8s complet sur l’annonce d’hier<\/a>\u00a0sur le site Ca se passe l\u00e0 haut.<\/em><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Hier soir, j’ai sorti une petite vid\u00e9o de r\u00e9action \u00e0 chaud \u00e0 l’annonce de la \u00ab\u00a0d\u00e9couverte\u00a0\u00bb des ondes gravitationnelles par la collaboration LIGO. 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