Début octobre, trois scientifiques américains sont devenus les derniers lauréats du prix Nobel de physique, grâce à leur contribution à la découverte des ondes gravitationnelles. Rainer Weiss, Kip Thorne et Barry Barish se sont partagés une cagnotte de neuf millions de couronnes, soit environ 831 000 £.
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Les trois hommes ont rejoint une liste de 204 autres lauréats en physique qui ont reçu cette distinction depuis 1901. C'était certainement un domaine dans lequel il était difficile de voir un autre vainqueur probable, avec Olga Borner du Royal L’Académie suédoise des sciences décrit la découverte des ondes comme « une étape importante: une fenêtre sur l’univers ».
Il est très facile de s’émerveiller lorsqu’on est confronté à des expressions telles que « trous noirs », « relativité » et « courbure de l’espace ». espace-temps »sont utilisés avec un abandon imprudent, mais la découverte des ondes gravitationnelles est une affaire énorme dans le monde de la physique.
En bref, les ondes gravitationnelles – théoriques jusqu’à l’année dernière – sont des ondes de choc qui se produisent lorsque deux objets s’entrechoquent. Cette collision envoie des ondes qui modifient subtilement l’espace et le temps qui les entourent. Techniquement, cela peut être fait par la collision de deux objets quelconques, mais étant donné qu'une explosion de supernova dans notre propre galaxie ne modifiez la distance entre nous et le soleil que de la longueur d'un atome pendant quelques centièmes de seconde, vous ne le remarquez jamais eux.
Et c’est pourquoi ils ont été si diaboliques à identifier.
Il ne s’agit pas seulement d’une énorme réussite technique, mais il existe d’autres raisons de célébrer la confirmation de la découverte. En voici six.
1. La technologie impliquée est hallucinante
Ainsi, les ondes gravitationnelles sont vraiment très petites, ce qui les rend extrêmement difficiles à détecter. Comme je l’ai dit, nous parlons de la différence entre la fraction d’un atome pour un événement majeur au sein de notre galaxie. De plus, parce qu’elle déforme tout, la technologie de mesure typique déforme également: imaginez que vous essayez de mesurez le diamètre d’un ballon de football gonflé avec une règle, mais la règle gonfle également à côté – vous ne verrez aucun changement.
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Alors, comment les scientifiques y sont-ils parvenus? En utilisant la vitesse de la lumière, qui reste constante, comme mesure. En d’autres termes, si l’espace-temps est compressé, la lumière devrait se déplacer légèrement plus vite, mais si l’espace-temps est étiré, elle devrait alors être légèrement plus lente. Entrez LIGO – ou l’Observatoire des ondes gravitationnelles à interféromètre laser: il s’agit d’une paire de tunnels de 4 km de long qui utilisent des lasers pour mesurer les changements dans les distances entre les extrémités des tunnels. Les scientifiques doivent « simplement » mesurer les interférences des lasers pour prouver leur existence.
J'ai simplement mis des marques de discours parce que, encore une fois, ce sont des changements ridiculement petits. La technologie impliquée doit mesurer les changements dans le laser qui sont d'environ un dix millième du diamètre d'un proton.
2. Cela prouve qu'Einstein avait raison
À ce stade, il est devenu assez démodé d’affirmer qu’Einstein avait tort sur la relativité globale. chose, mais il y avait un gros point de friction dans la théorie: ses ondes gravitationnelles prédites n'avaient jamais été vu. Exactement 100 ans après que la théorie de la relativité ait été avancée pour la première fois, cette découverte signifie que nous pouvons quasiment confirmer qu’il avait raison à propos de la relativité.
Ce qui est tout aussi bien, en fait, car si c'était faux, alors beaucoup de nos hypothèses sur le monde qui nous entoure et sur la manière dont nous procédons seraient également fausses.
3. Cela pourrait aussi prouver la théorie du Big Bang
Les ondes gravitationnelles peuvent offrir un aperçu de l’histoire très ancienne de l’univers, en remontant jusqu’à leur source. Comme Bruce Allen de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle a déclaré à Reuters: “Les ondes gravitationnelles peuvent voyager librement, même à des temps très anciens. Ce qui est intéressant, c’est qu’un jour nous pourrons voir à quoi ressemblait l’univers dans les premiers temps grâce aux ondes gravitationnelles. C’est ce qui m’a vraiment intéressé au domaine il y a 25 ans.
4. Cela nous permettra de « voir » beaucoup plus de l’univers
Nos télescopes actuels ne peuvent pas voir aussi loin dans l’univers. Même le découverte de Kepler-452b a été déduit du passage de son ombre devant son étoile plutôt que de la voir. Les ondes gravitationnelles pourraient nous aider à construire des télescopes pour compiler des images de parties de l’univers auparavant hors de notre portée.
5. Nous en apprendrons également davantage sur les trous noirs
Le problème avec les trous noirs est que, de par leur nature, ils n’émettent aucune lumière. Les ondes gravitationnelles pourraient être la réponse. Comme le dit Allen: «Si deux trous noirs tournent autour l’un de l’autre, nous ne pouvons le voir autrement que par les ondes gravitationnelles, car les trous noirs n’émettent aucune lumière, aucune onde radio, aucun rayon X ou quoi que ce soit.
Ce qui est pratique, car c’est la collision de trous noirs et d’étoiles à neutrons – des objets très lourds – qui produit des ondes mesurables ici sur Terre.
6. Et enfin… la nouvelle a été annoncée par un gâteau
Si vous ne pensez pas que tout cela soit extrêmement remarquable (sérieusement, qu'est-ce qui ne va pas chez vous ?), alors j'en ferai un. Dernier appel à votre gourmandise: la découverte la plus importante en physique de ce siècle a été découverte dans les aliments comestibles. format.
Le Dr Erin Ryan, une scientifique associée à la NASA, a accidentellement annoncé la nouvelle de l'annonce avant qu'elle ne soit officiellement faite, d'une manière délicieuse. Les rumeurs étaient déjà assez fortes, mais la confirmation d'une source comme celle-ci semblait le confirmer avant l'embargo. Pourtant, comme Ryan l'a souligné :
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Images: Caltech
