Les ondes gravitationnelles prouvent une nouvelle fois qu’Einstein avait raison

La collision de trous noirs la plus « bruyante » jamais captée a permis aux scientifiques de mettre à l’épreuve la relativité générale d’Einstein, appuyant une fois de plus les prédictions de l’illustre physicien.

L’évènement GW250114

Prédites par Albert Einstein il y a plus d’un siècle, les ondes gravitationnelles sont des perturbations du tissu de l’espace-temps, produites par des événements cosmiques extrêmes, tels que des collisions de trous noirs.

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Si les chercheurs avaient dû attendre 2016 pour détecter ce signaux pour la première fois, l’an dernier, les observatoires LIGO et Virgo, situés respectivement aux États-Unis et en Italie et équipés de lasers ultra-sensibles, ont enregistré un événement d’une intensité inédite. Cette détection a offert aux scientifiques une occasion rare de tester des théories fondamentales de la physique.

En analysant les données relatives à GW250114, une équipe a pu confirmer que, conformément à un théorème proposé par Stephen Hawking il y a un demi-siècle, la taille de l’horizon des événements d’un trou noir fusionné (la frontière au-delà de laquelle rien ne peut échapper à son attraction gravitationnelle) était au moins égale à la somme de celles de ses « parents ».

Dans le cadre de travaux publiés dans Physical Review Letters, Keefe Mitman, de l’université Cornell, et ses collègues se sont penchés sur la relativité générale d’Einstein, qui décrit comment la gravité affecte l’espace-temps, avec des objets massifs déformant davantage son maillage.

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Des tintements correspondant étroitement aux prédictions théoriques

Lorsque les scientifiques appliquent les équations d’Einstein à la fusion de deux trous noirs, celles-ci prévoient que les objets s’orbiteront à une vitesse croissante, entreront en collision en libérant une énergie colossale, puis se mettront à vibrer à des fréquences distinctes, à la manière d’immenses cloches cosmiques.

Alors que ces tintements s’avéraient jusqu’à présent trop faibles pour pouvoir être détectés, l’intensité remarquable GW250114 a permis aux chercheurs des les isoler pour la première fois. Des simulations physiques avancées ont ensuite confirmé que les fréquences mesurées correspondaient étroitement aux prédictions théoriques.

« En conclusion, Einstein a toujours raison », commente Laura Nuttall, de l’université de Portsmouth.

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Il y a quelques années, l’étude au long cours d’étoiles extrêmes avait également révélé un comportement conforme à celui prévu par la relativité générale.