/en5minutes
Navigation

Le Nobel de physique récompense la découverte des ondes gravitationnelles

Un rendu artistique simulant la présence d'ondes gravitationnelles dans l'univers.
Petrovich12 - stock.adobe.com Un rendu artistique simulant la présence d'ondes gravitationnelles dans l'univers.

Coup d'oeil sur cet article

STOCKHOLM | Trois Américains ont reçu mardi le Nobel de physique pour avoir validé une incroyable prédiction d’Einstein: l’existence d’ondes gravitationnelles créées par les trous noirs, une révolution qui propulse notre connaissance de l’univers jusqu’au coeur du Big Bang.

Un siècle après la publication par Albert Einstein de la théorie de la relativité générale qui en énonçait les principes premiers, les découvertes de Rainer Weiss, 85 ans, Barry Barish, 81 ans, et Kip Thorne, 77 ans, ont une nouvelle fois «bouleversé le monde», selon Göran Hansson, secrétaire général de l’Académie royale des sciences qui décerne le prix.

«Comme Galilée regardant dans sa lunette, c’est une nouvelle percée en astronomie, une nouvelle façon de voir l’univers», confiait Barry Barish au Monde en août dernier.

Rattachés au Caltech (California Institute of Technology) qui a raflé 18 Nobel depuis la première édition du prix en 1901, Thorne et Weiss ont créé l’observatoire LIGO grâce auquel la première détection directe des ondes gravitationnelles s’est produite en septembre 2015.

«Cela faisait 40 ans qu’on essayait de les détecter (...). Quel bonheur que nous y soyons finalement parvenus. C’est une expérience merveilleuse», s’est félicité Rainer Weiss joint au téléphone par l’académie des sciences.

«Je m’attendais à ce que cette découverte obtienne un prix Nobel [...], j’espérais qu’il récompenserait le laboratoire», a déclaré Kip Thorne à la radio publique suédoise SR. «Dès le début, je savais que c’était quelque chose d’important».

Photos d'archives de <b>Rainer Weiss</b>, <b>Barry Barish</b> et <b>Kip Thorne</b>, récipiendaires du prix Nobel de physique 2017
AFP
Photos d'archives de Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne, récipiendaires du prix Nobel de physique 2017

 

L’observatoire américain LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) est doté de deux détecteurs, en Louisiane et dans l’État de Washington, qui utilisent comme source lumineuse un laser infrarouge.

En 1916, Albert Einstein avait prédit l’existence des ondes gravitationnelles, générées par une déformation de l’espace-temps lorsque des masses, comme le soleil, une étoile ou des trous noirs, voient modifiées leur énergie ou leur trajectoire.

Ondes infimes

Les ondes gravitationnelles que l’on recherche sont celles qui sont produites par des phénomènes violents comme la fusion de deux trous noirs ou encore l’explosion d’étoiles massives.

Semblables à la déformation d’un filet dans lequel on pose un poids, ces phénomènes ont permis les observations du LIGO en septembre 2015, juin 2016 et janvier 2017.

La comparaison des temps d’arrivée des ondes dans les deux détecteurs, distants de 3 000 kilomètres l’un de l’autre, et l’étude des caractéristiques des signaux mesurés ont confirmé la détection.

Et en août 2017, le détecteur européen Virgo, situé près de Pise en Italie, a, à son tour, observé ce type d’ondes.

Pour Benoît Mours, directeur de recherche CNRS et responsable scientifique de la collaboration Virgo pour la France, l’observation des ondes gravitationnelles représente «une évolution fondamentale en physique».

«C’est comme si on ouvrait les yeux sur cette phase de l’univers qui jusqu’à présent nous était inaccessible», a-t-il dit mardi à l’AFP.

Selon la théorie de la relativité, un couple de trous noirs en orbite l’un autour de l’autre perd de l’énergie, produisant des ondes gravitationnelles.

Mais Einstein lui-même doutait qu’on détecterait un jour ces ondes, tant elles sont infimes. «La taille du signal que nous avons capté faisait environ le millième d’un proton», a rappelé Barry Barish, joint au téléphone par l’académie.

Une preuve indirecte de leur existence avait été établie par la découverte en 1974 d’un pulsar -- une étoile à neutrons qui émet un rayonnement électromagnétique intense dans une direction donnée, comme un phare -- et d’une étoile à neutron tournant l’un autour de l’autre à très grande vitesse. Cette découverte avait valu aux Américains Russel Hulse et Joseph Taylor le prix Nobel de physique en 1993.

 

Le prix de physique est le second des Nobel annoncés chaque année. Le prix Nobel de médecine a été attribué lundi à trois généticiens américains spécialistes de l’étude de l’horloge biologique.

Mercredi, ce sera autour de la chimie qui pourrait consacrer la méthode de manipulation génétique CRISPR/Cas9 ou «ciseaux moléculaires» mise au point par le duo féminin franco-américain, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna. Il pourrait aussi aller à l’Américain d’origine chinoise Feng Zhang qu’une bataille de brevets autour de cette technologie oppose aux deux chercheuses.

Le prix pourrait récompenser l’électrochimiste américain John Goodenough, 95 ans, à qui l’on doit les piles au lithium.

Après la chimie, ce sera le tour de la littérature jeudi, la paix vendredi et l’économie le 9 octobre.

Cette année, chaque prix est doté de neuf millions de couronnes suédoises (environ 1 378 000 dollars canadiens). Rainer Weiss en obtient la moitié, et Barry Barish et Kip Thorne l’autre moitié.