Les scientifiques de la collaboration LIGO-Virgo ont observé en octobre 2017 des ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux étoiles à neutrons, une première selon les experts en astrophysique.

C'est une découverte majeure, à en croire les scientifiques. La collaboration internationale LIGO-Virgo a ainsi observé pour la première fois des ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux étoiles à neutrons, et non de deux trous noirs comme dans les cas précédents.

Mieux, cette source d'ondes gravitationnelles émet de la lumière. Il s'agirait de "la naissance d'une nouvelle astronomie", selon un communiqué de presse pour le moins enthousiaste du CNRS, le Centre National de la Recherche Scientifique, à Paris, qui a participé à l'expérience.

Dans les faits, trois instruments ont permis cette découverte, le 14 août 2017. C'est Albert Einstein qui avait prédit l'existence des ondes gravitationnelles en 1916 dans sa théorie de la relativité générale. Selon lui, elles seraient produites par des masses accélérées et se propageraient à la vitesse de lumière dans le vide.

Récemment, le 4 octobre 2017, les scientifiques américains Weiss, Barish et Thorne ont été distingués d'un prix Nobel de Physique pour la détection de ces ondes parfois comparées à des "rides" dans l’espace-temps. De son côté, le CNRS a décerné le 27 septembre 2017 une double médaille d'or aux physiciens Alain Brillet et Thibault Damour pour leurs contributions majeures à la détection des ondes gravitationnelles.

Trou noir et étoile à neutron

Pour expliquer avec des mots simples ces phénomènes, il faut notamment s'intéresser aux travaux de Stephen Hawking. Le scientifique britannique est à la fois physicien théoricien et cosmologiste. Il a notamment prédit l'existence des trous noirs, en expliquant leur mécanisme de formation dans un processus extrêmement élégant appelé la "singularité gravitationnelle".

Lorsqu'une étoile meurt, elle s’effondre sur elle-même créant une singularité et à terme un trou noir qui replie l'espace temps. Selon lui, "rien" ne peut échapper à l'attraction d'un trou noir. Tout ce qui gravite autour, étoiles, poussières, matière... Un système solaire tout entier peut être littéralement avalé par ce qu'on le décrit parfois comme des trous noirs supermassifs.

Il existe d'ailleurs une "limite" à ce point de non retour appelée "l'horizon d'Hawking". Notre galaxie compte au moins un trou noir supermassif, en son centre. Il serait à l'origine de la création de la Voie lactée, il y a environ 10 milliards d'années.

Personne ne peut dire ce qu''il y a derrière, un autre univers, le néant, une autre dimension, un monde parallèle...? Des études sont en cours pour élaborer une théorie pertinente.

C'est donc lors de la collision de deux trous noirs que des ondes gravitationnelles seraient ainsi observées par les scientifiques, donnant au passage une dimension encore plus extraordinaire à la théorie du big bang.

Les étoiles à neutrons, elles, sont des astres essentiellement composés de neutrons qui seraient maintenus ensemble par la gravité. Ce sont en somme des résidus compacts issus de l'effondrement du cœur d'une étoile relativement massive.

Si un étoile s’effondre sur elle-même, c'est qu’elle a consommée tout son carburant, l'hélium pour faire court, généré lui-même par les interactions des atomes d’hydrogène. En fabricant des métaux lourds, elle devient ainsi la victime mortelle de sa propre masse et de son propre mécanisme d'évolution.

Découvrir aujourd'hui que, comme pour les trous noirs, ces étoiles à neutrons émettent aussi des ondes gravitationnelles, prouve non seulement que Albert Einstein avait raison, mais que ce postulat vient renforcer les travaux des scientifiques sur le modèle standard et la théorie du tout, que cherche à élaborer Stephen Hawking.

*Article publié dans les blogs du journal Le Monde.fr, en date du 20 octobre 2017