Eh bien, vous avez eu suffisamment de temps pour réfléchir à la découverte des ondes gravitationnelles LIGO, comprendre ce que c'est et tirer des conclusions intéressantes pour vous-même. L'importance de cette découverte a choqué le monde, vous serez donc intéressé à en apprendre davantage sur les aspects les moins connus de celle-ci. Par exemple…
Les ondes de gravité ne devraient pas être utiles
C'est une question courante qui se pose avec une nouvelle découverte scientifique: les ondes gravitationnelles peuvent-elles être là? Pouvez-vous nager dessus? En général, pouvez-vous faire quelque chose d'utile avec eux? Par exemple, construisez une machine anti-gravité. Ou un lecteur de chaîne. Toutes ces idées sont merveilleuses à leur manière, mais elles ne captent pas l'essentiel. Nous n'étudions pas les ondes gravitationnelles pour faire quoi que ce soit. Nous étudions les ondes gravitationnelles parce que nous voulons comprendre les ondes gravitationnelles.
Richard Feynman l'a très bien dit:
"La physique est comme le sexe: bien sûr, cela peut donner des résultats pratiques, mais ce n'est pas pour cela que nous le faisons."
De toute évidence, il est difficile de prévoir l'émergence de nouvelles technologies qui pourraient faire des ravages dans cette découverte. Prenons un laser, par exemple. Lorsqu'il a été créé en 1960, beaucoup pensaient qu'il n'aurait aucune application pratique. Bien sûr, ils avaient tort. Les lasers sont partout aujourd'hui.
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La détection LIGO ne prouve pas l'existence d'ondes gravitationnelles
Mais commençons par l'essence de la «preuve». La science ne prouve jamais la vérité de quelque chose - elle ne peut tout simplement pas le faire. La science construit des modèles. Si ces modèles correspondent à des données réelles, tant mieux - mais cela ne valide pas le modèle. Inversement, si vous trouvez des données incohérentes avec votre modèle, cela peut indiquer que le modèle est en erreur. Le mot «preuve» n'a donc pas besoin d'être utilisé.
Plus loin. LIGO n'a pas prouvé l'existence d'ondes gravitationnelles. Mais ce projet a été le premier à rassembler des preuves pour soutenir le modèle d'onde gravitationnelle. Est-ce mieux? Non. Le problème demeure. Revenons au passé. En 1993, Russell Hulse et Joseph Taylor, Jr. ont reçu le prix Nobel de physique pour leur découverte d'un pulsar binaire avec une période orbitale variable. Selon la théorie générale de la relativité d'Einstein, ces pulsars devraient émettre des ondes gravitationnelles et diminuer la période orbitale, comme Hulse et Taylor l'ont précisément découvert. On peut dire qu'ils ont été les premiers à recevoir des preuves convaincantes de l'existence d'ondes gravitationnelles.
Mais LIGO n'a-t-il pas détecté les ondes au lieu de simplement chercher des preuves de leur existence? Vous pouvez le dire, mais tout dépend de ce qui est considéré comme une «mesure directe». Personne n'a vu d'onde gravitationnelle. LIGO regarda les miroirs bouger, armés d'ondes gravitationnelles. Ne vous méprenez pas, la découverte est vraiment sérieuse.
LIGO n'aurait pas détecté ce signal sans Advanced LIGO
Advanced LIGO a augmenté la sensibilité des détecteurs. Puisque la force du signal de l'onde gravitationnelle s'affaiblit avec la distance parcourue, un détecteur plus sensible vous permettra de «voir» l'univers plus loin. Beaucoup plus loin.
Sans Advanced LIGO, un événement gravitationnel (comme une collision d'étoiles à neutrons) serait nécessaire beaucoup plus près de la Terre. Si ces événements sont rares, cela prendra du temps. En augmentant la distance d'observation, LIGO augmente les chances de détecter des événements futurs.
Beaucoup a été investi dans LIGO
La National Science Foundation américaine investit dans la recherche d'ondes gravitationnelles depuis les années 1970. Depuis, il a investi environ 1,1 milliard de dollars. C'est beaucoup d'argent, réparti sur une assez longue période. Bien sûr, tout le monde aimerait redonner tôt, mais cela ne fonctionne pas toujours de cette façon. La science sait attendre longtemps, endurer, ne pas voir le progrès (bien qu'il y ait du progrès). Ce projet vaut-il un milliard de dollars? Absolument. Cependant, en 2015, l'armée américaine a dépensé 600 milliards de dollars, donc dans ce contexte, investir dans LIGO semble être un non-sens.
Il est prévu d'envoyer un détecteur d'ondes gravitationnelles dans l'espace
Exactement. Le détecteur dans l'espace sera exempt de bruit gênant au sol. Et il y aura aussi un vide. L'observatoire de gravité spatiale sera également assez grand, car les miroirs devront être placés à des endroits différents. Il y aura beaucoup de difficultés techniques associées à cela, mais nous essaierons.
C'est l'objectif du programme eLISA. Le programme a lancé deux masses de test LISA Pathfinder. Cette mission particulière testera avec quelle précision deux masses peuvent être positionnées - une étape nécessaire vers la construction d'un observatoire de gravité basé dans l'espace.
Les ondes gravitationnelles basse fréquence peuvent être mesurées avec un radiotélescope
Les pulsars sont comme l'horloge de l'univers. Le timing (timing) d'un pulsar est mesuré avec des radiotélescopes (qui utilisent des ondes radio au lieu de la lumière visible). Comment pourraient-ils être utilisés comme détecteurs d'ondes gravitationnelles? Par exemple, regardez les signaux pulsar à différents endroits. Lorsqu'une onde gravitationnelle basse fréquence traverse les pulsars, leur propre timing change. En fonction des changements d'heure et d'emplacement des pulsars, vous pouvez créer essentiellement une version géante de LIGO dans l'espace (la plus grande). Ceux-ci sont appelés tableaux de grille temporelle pulsar, et ils sont complètement réels.
Peut-être que LIGO est heureux d'avoir signalé la découverte d'une onde gravitationnelle avant les radiotélescopes.
