Le prix Nobel de physique récompense les "surfeurs de l'espace-temps"

Il y a un siècle, Albert Einstein prédisait l’existence d’ondes "ridant" l’espace-temps, un peu comme un caillou jeté dans un étang génère des ondes concentriques à la surface de l’eau. Si ces mystérieuses et insaisissables vibrations de l’espace-temps, appelées "ondes gravitationnelles", baignent effectivement tout l’univers, elles restaient toutefois insaisissables. Du moins jusqu’à la mise en service du Ligo, aux Etats-Unis, un double et imposant observatoire d’ondes gravitationnelles par interféromètre laser.

Le 14 septembre 2015, ce double instrument, qui mobilise un millier de chercheurs issus d’une vingtaine de pays dont la Belgique, a vu passer, pour la première fois de l’histoire de l’humanité, une telle onde gravitationnelle. L’exploit a été rendu possible grâce à trois scientifiques américains: Rainer Weiss (MIT) âgé de 85 ans, Kip Thorne (Caltech), 77 ans, et Barry Barish (Caltech), 81 ans. Mardi, ces trois "pères" du Ligo ont reçu le prix Nobel de physique pour cette avancée en physique fondamentale.

À l’échelle de l’univers, ce n’est bien entendu pas un simple caillou jeté dans l’eau qui génère ces fameuses ondes gravitationnelles. Elles résultent d’un phénomène bien plus gigantesque, comme la fusion de deux trous noirs. Et c’est exactement ce que les trois lauréats du prix Nobel de physique 2017 ont permis de détecter pour la première fois de l’histoire de l’humanité, voici deux ans. Ils ont pu capter les ondes gravitationnelles signant la fusion de deux trous noirs, intervenue voici 1,2 milliard d’années.

Lors de leur fusion, ces deux trous noirs, de masses respectives de 29 et 36 masses solaires, ont tourbillonné l’un autour de l’autre et accéléré. Leur fusion a donné naissance à un géant de 62 masses solaires. Le reste de la masse de départ a, quant à elle, été converti en énergie. C’est cette énergie qui est à l’origine des ondes gravitationnelles générées au cours de la fusion et qui ont été détectées en 2015.

Depuis cette première détection, le passage d’autres ondes gravitationnelles a été enregistré au Ligo. Cet été, un 3e détecteur, européen celui-là et installé en Italie, non loin de Pise (Virgo) a rejoint ses deux grands frères américains actifs dans cette chasse. Ensemble, ils ont capté, mi-août, le passage d’une nouvelle onde gravitationnelle.

On notera qu’un des trois lauréats du prix Nobel de physique cette année, Kip Thorne, théoricien et professeur émérite du California Institute of Technology (CalTech), n’est pas un inconnu en Belgique. L’an dernier, il recevait, à Louvain-la-Neuve, le fameux Prix Lemaître, à l’Université catholique de Louvain (UCL). Un prix prémonitoire?