Cette vision incroyable de l’espace temps confirme des théories vieilles de 60 ans

Des scientifiques ont pu “voir” la nature même de notre réalité avec une précision jamais égalée à ce jour. Cela confirme des théories formulées dans la deuxième moitié du 20e siècle.

Les astrophysiciens n'ont pas attendu l'arrivée d'instruments sophistiqués pour établir des théories sur le fonctionnement de l'univers. En 1513, Nicolas Copernic proposait une modélisation du système où les planètes connues à l'époque tournaient autour du Soleil. Même chose pour Albert Einstein. Au début du 20e siècle, il explique que la réalité est constituée d'un genre de tissu appelé espace temps.

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En 1916, dans sa théorie de la relativité, le scientifique émet l'hypothèse qu'il existe des ondes gravitationnelles. Des vagues parcourant l'espace temps suite à un dégagement d'énergie produit par un événement cosmique massif. Par exemple les supernovas (l'explosion des étoiles pour faire simple), ou encore la fusion entre deux trous noirs qui se tournaient autour. Einstein ajoute aussi que selon lui, il n'y aura jamais d'instrument assez sensible pour détecter ces ondes. Il se trompait.

C'est la première fois que l'on a une vision aussi claire de la nature de la réalité

Ce champ de recherche est récent. Il a fallu attendre 2015 pour enfin détecter une onde gravitationnelle. Depuis, les outils utilisés ont fait du chemin. Le 14 janvier 2025, le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) capte les vagues issues de la fusion entre deux noirs, chacun 33 fois plus massif que le Soleil. La particularité de l'événement connu sous le nom de GW250114 est que son ratio signal-bruit est de 80. Autrement dit : le signal repéré, les données exploitables, est 80 fois plus “fort” que le bruit, les données parasites.

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Cela fait de GW250114 la détection d'ondes gravitationnelles la plus claire à ce jour, et de loin. Encore mieux : elle est quasiment identique à celle de 2015, ce qui permet des comparaisons précises. “Le nouveau signal est détecté avec environ quatre fois plus de fidélité, plus de clarté et moins de bruit relatif que le précédent. Même si, intrinsèquement, le signal est aussi puissant que le premier, il est beaucoup plus net et nous pouvons voir beaucoup plus de détails“, résume Maximiliano Isi, astrophysicien.

Des théories datant de dizaines d'années sont désormais confirmées, merci GW250114

Grâce à la grande qualité du signal, les équipes ont pu mettre à l'épreuve des faits deux théories, à commencer par celle élaborée en 1963 par le mathématicien Roy Kerr. Il pensait que les trous noirs étaient des objets cosmiques assez simples pouvant se résumer à deux propriétés : leur masse et leur rotation. Les mesures effectuées sur GW250114 et que l'on peut assimiler aux ondes sonores résultant d'une cloche qui sonne donnent des résultats qui confirment l'idée de Kerr.

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“C’est la manière la plus directe dont nous disposons pour vérifier si les trous noirs sont réellement conformes à l’idéalisation mathématique que nous attendons de la relativité générale – via Kerr“, explique Maximiliano Isi à 404 Media. Idem pour la théorie de Stephen Hawking en 1973. Son “théorème de l'aire” supposait que celle d'un trou noir peut seulement augmenter. Et c'est exactement ce que l'on a observé sur GW250114 : la surface résultante de la fusion des 2 trous noirs est supérieure à la somme des aires de ces derniers.

“Nous pouvons étudier l'espace et le temps dans ces configurations dynamiques et délirantes par l'observation. C'est vraiment incroyable pour un domaine qui, pendant des décennies, s'est limité à l'abstraction mathématique pure“. Maximiliano Isi pense que cette avancée majeure “n'est que le début“. Rappelant que les instruments de mesure vont continuer à s'améliorer, il espère pouvoir dire dans quelques années : “Waouh, nous n'avions aucune idée de ce à quoi ressemblait l'espace temps“.