Prix Nobel de physique : comment la découverte des lauréats va nous permettre de mieux comprendre l'univers

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EUREKA - Le prix Nobel de physique a été attribué ce mardi à trois astrophysiciens américains, Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne, pour leur observation des ondes gravitationnelles. LCI a interrogé le chercheur au CNRS Matteo Barsuglia pour comprendre la portée cette découverte.

Trois astrophysiciens américains, Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne, ont été récompensés ce mardi 3 octobre par le prix Nobel de physique pour leur observation des ondes gravitationnelles, qui ouvre une nouvelle fenêtre sur la connaissance de l'univers. Le jury Nobel a primé "leurs contributions décisives au détecteur LIGO et l'observation des ondes gravitationnelles", une avancée capitale de la recherche qui confirme une prédiction d'Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale.


Leur "découverte a bouleversé le monde", a souligné le secrétaire-général de l'Académie des sciences, Göran Hansson. Pour en savoir plus, LCI a interrogé Matteo Barsuglia, chercheur au CNRS et directeur au laboratoire Astroparticule et cosmologie du groupe de recherche Virgo, l'équivalent franco-italien de l'expérience LIGO.

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LCI : En quoi la découverte de ces trois astrophysiciens américains est-elle si exceptionnelle ?

Matteo Barsuglia : Leurs travaux sont déterminants car ils viennent confirmer la théorie d’Albert Einstein, et surtout ils ouvrent une nouvelle fenêtre pour l'astronomie. Einstein a élaboré en 1916 la théorie de la relativité générale, dans laquelle il prédit que la gravitation, qu'il décrit comme une déformation de l’espace-temps, se propage comme une onde à la même vitesse que la lumière. Selon Einstein, lorsque deux grandes masses, comme des étoiles ou des trous noirs, se déplacent l’un autour de l’autre, cela produit l’émission de "vibrations" qui transportent des données sur les astres en question. Le fait d’avoir détecté ces ondes gravitationnelles représente donc une nouvelle confirmation de la théorie d’Albert Einstein.

LCI : Comment sont-ils parvenus à capter ces ondes gravitationnelles ?

Matteo Barsuglia : La détection a été effectuée par l'intermédiaire d'un interféromètre. Pour faire simple, cet instrument utilise des faisceaux lasers, qui sont envoyés dans deux directions perpendiculaires. En mesurant l'écart entre les deux faisceaux, on peut déterminer si une onde gravitationnelle est passée, et qu'elle a donc modifié l’espace-temps en l'étirant dans une direction plutôt qu’une autre. Il a fallu aux scientifiques plusieurs décennies pour arriver à concevoir un appareil de ce type. Il en existe deux dans le monde : celui qui se trouve aux Etats-Unis, qui s'appelle LIGO, a permis en septembre 2015 de détecter la première onde gravitationnelle. L'autre, qui se nomme Virgo et qui est basé en Europe, est parvenu à détecter sa première onde gravitationnelle le 14 août dernier.

LCI : Concrètement, qu’est-ce que ces travaux vont changer pour le commun des mortels ?

Matteo Barsuglia : C'est avant tout de la recherche fondamentale, il n'y a pas d'applications concrètes pour le moment, c’est surtout une découverte importante pour l'astrophysique. Pour concevoir les appareils qui ont détecté ces ondes gravitationnelles, il a fallu développer des optiques et des miroirs d’une très grande précision, ainsi que des logiciels de traitement des données très puissants. Cela servira peut-être à l'avenir dans d’autres domaines. En attendant, ces découvertes nous permettrons peut-être un jour de percer les mystères de l'univers, et ces questions concernent l'humanité dans son ensemble.

LCI : Quelle est la prochaine étape ?

Matteo Barsuglia : Comme l’a dit Reiner Weiss devant l'assemblée Nobel, il y a encore plein phénomènes de cosmiques qui sont censés émettre des ondes gravitationnelles. Ces nouveaux instruments nous permettent de percevoir des choses qu'on ne voyait pas avant avec les techniques d’observation traditionnelles, comme la fusion de deux trous noirs. C’est donc une nouvelle manière de d'explorer l'univers.

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