Publié le 24 février 2016
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"Nous avons observé des ondes gravitationnelles. Nous l'avons fait !" Le 11 février dernier à Washington, les scientifiques du réseau LIGO-VIRGO mettaient fin au suspens, en annonçant leur découverte. Pour parvenir à ce résultat, plus de 1000 scientifiques ont travaillé ensemble. Patrice Hello est professeur à Paris-Sud, et responsable l’équipe  VIRGO au LAL d’Orsay. Il nous explique les coulisses de cette annonce.

UPSaclay : On a beaucoup parlé de la découverte des ondes gravitationnelles. Mais cette observation remonte au 14 septembre 2015 dernier. Pourquoi avoir autant attendu avant de l’annoncer ?

Patrice Hello : Avant d’annoncer une découverte de ce type, il faut la vérifier. Et la seule manière d’avoir une estimation de sa fiabilité, c’est de prendre plus de données, dans les mêmes conditions expérimentales. Nous avons donc continué à prendre des données, pendant un mois après l’événement, afin d’être certain que ce n’était pas du bruit de fond que nous avions détecté. Ensuite et surtout, il fallait vérifier la qualité des données, l’absence d’artefact,… Nous avons vérifié nos logiciels pour être certain par exemple que des hackers ne nous avaient pas joué un mauvais tour.

A vrai dire, on a poussé la paranoïa un peu loin, car il y a des précédents. Il y a deux ans, des scientifiques avaient annoncé la découverte d’ondes gravitationnelles primordiales, sans avoir vérifié toutes leurs données. C’est pourquoi, nous avons pris toutes nos précautions avant de faire une annonce publique.

UPSaclay : Dans quelle mesure le LAL a-t-il été associé à la découverte ?

PH : Le LAL fait historiquement partie de la collaboration  VIRGO, il en est un des membres fondateurs. Il y a six laboratoires associés en France, et depuis 2007, on forme avec VIRGO et LIGO un réseau pour l’exploitation physique des données. C’est une vraie collaboration mondiale de plus de 1000 chercheurs !

Plus précisément, ce qui nous a occupé au LAL, cela a été la vérification des analyses, et les études de qualité des données, deux domaines dans lesquels nous sommes experts. Tout ça en respectant l’embargo, et donc en évitant les fuites extérieures. Malheureusement, il y en a eu, mais je peux vous assurer que ca ne venait pas du LAL !

UPSaclay : Ce phénomène, la fusion de 2 trous noirs, est cependant on l’imagine extrêmement rare. Pourra-t-on à nouveau percevoir un tel signal dans un avenir proche ?

PH : Certainement. Je ne peux pas tout vous dire, car il nous reste pas mal de données à analyser. Mais j’en suis convaincu : si on en a vu un, on en verra d’autres.

UPSaclay : On a beaucoup dit que cette observation confirmait les théories d’Einstein qui datent de 1915. En fait, on ne fait que confirmer les théories d’il y a un siècle. Ce n’est pas un peu décevant ?

PH : C’est vrai, ce n’est pas une surprise car la relativité générale est déjà bien testée : dans le système solaire en champs faible, mais aussi avec l’observation des pulsars binaires, découverte qui a valu le prix Nobel de physique à Hulse et Taylor en 1993. Mais ici, nous l’avons vérifiée encore mieux et dans un nouveau régime dynamique, car nous sommes vraiment dans un cas extrême de la relativité générale – on ne peut pas faire champs gravitationnel plus fort que lors de la fusion de deux trous noirs.

UPSaclay : Donc on confirme la théorie de la relativité, dans un régime un peu nouveau ?

PH : Tout à fait. Mais on sait cette théorie est amenée à évoluer : on sait qu’une bonne théorie physique de nos jours est une théorie quantique, or la relativité générale n’est pas quantifiable. C’est un cadre théorique qui marche bien à grande échelle pour l’astrophysique, et l’observation de l’univers. Mais l’objectif des physiciens, c’est d’aller vers une théorie du grand Tout, ce qui ne peut se faire que dans un contexte de quantification. Et ça, ce n’est pas encore gagné.  

Ce qui est surtout important, c’est qu’on a ouvert une nouvelle fenêtre sur l’univers, en découvrant un nouveau messager, qui apporte des informations totalement inédites. C’est un moyen d’observation nouveau, complémentaire de la lumière.
 
UPSaclay : À votre avis, que pourrait-on découvrir au cours des prochains mois ?

PH : On sait bien qu’à chaque fois qu’on a mis en service un nouveau type de télescope, on a découvert un nouveau bestiaire, et des nouveaux objets dans le ciel. Donc qui sait ? Mais c’est quand même la première fois que l’on met en évidence directement des trous noirs. Jusqu’ici, on en avait que des traces indirectes et des indices. C’est une nouvelle astronomie qui voit le jour.

UPSaclay : Une dernière chose : On a dit les ondes gravitationnelles allaient permettre de remonter encore plus loin dans l’histoire de l’Univers ?

PH : Ce n’est pas tout à fait vrai. Plus on observe loin, plus on observe tôt, c’est vrai. Mais on n’aura jamais de traces du big bang grâce aux ondes gravitationnelles. Ce que l’on espère, c’est observer un jour les résidus de l’inflation, des fonds cosmologiques. Mais les détecteurs VIRGO et LIGO ne sont peut-être pas les mieux placés pour les détecter à ce stade.

 

Crédits des images : Wikimedia - Alain R, Wikimedia - The Virgo collaboration, Wikimedia - NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski