Les scientifiques ont fait des progrès en découvrant comment utiliser les ondes gravitationnelles pour remonter dans le temps, jusqu’au début de tout ce que nous savons. Les chercheurs disent qu’ils peuvent mieux comprendre l’état du cosmos peu après le Big Bang en apprenant comment ces ondes circulent dans le tissu de l’Univers, à travers les planètes et le gaz entre les galaxies. Dans le même temps, la découverte d’un nouveau type d’ondes gravitationnelles continues pourrait éclairer les mystères les plus profonds du cosmos.
Une nouvelle enquête menée par deux spécialistes du Plasma Physics Laboratory de l’Université de Princeton (PPPL), aux États-Unis, développe une nouvelle méthode pour faire progresser l’utilisation des ondes gravitationnelles comme « fenêtres » sur les premiers instants du cosmos. Selon la nouvelle étude, publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticule Physics, les ondes gravitationnelles pourraient être la clé pour comprendre comment était l’Univers peu de temps après le Big Bang ou l’explosion initiale.
Des troubles révélateurs du passé
Ongle onde gravitationnelle ou gravitationnelle C’est une perturbation de l’espace-temps produite par un corps massif accéléré. Cette perturbation gravitationnelle se transmet à la vitesse de la lumière et a été prédite par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. La première observation directe d’ondes gravitationnelles a été réalisée le 14 septembre 2015, dans le cadre des expériences LIGO et Virgo.
Aujourd’hui, Deepen Garg et Ilya Dodin soutiennent dans leurs recherches que bien qu’il ne soit pas possible d’apprécier directement l’Univers primitif, un « aperçu » de ces instants initiaux peut être obtenu en observant comment le ondes gravitationnelles de cette époque affectait la matière et le rayonnement que nous pouvons apprécier aujourd’hui. De telles observations indirectes pourraient suffire à la science pour révéler bon nombre des énigmes liées à l’origine du cosmos.
Ondes plasma et ondes gravitationnelles
Les scientifiques américains ont adapté l’orientation de leurs recherches aux énergie de fusion, le processus qui alimente le Soleil et les étoiles qui est actuellement essayé pour être utilisé pour produire de l’énergie propre. Étant donné que dans ces processus, il est possible de calculer comment les ondes électromagnétiques se déplacent à travers le plasma, une « soupe » d’électrons et de noyaux atomiques qui alimente les installations de fusion, il existe une similitude avec le mouvement des ondes gravitationnelles à travers la matière. . Par conséquent, les chercheurs pensent que les ondes plasma peuvent être utilisées pour étudier les problèmes liés aux ondes gravitationnelles.
Selon un communiqué de presseles formules créées par les scientifiques pourraient développer les conditions nécessaires pour que les ondes gravitationnelles révèlent des propriétés cachées sur les corps célestes, comme autour des étoiles les plus anciennes, qui sont à plusieurs années-lumière. Lorsque les ondes gravitationnelles traversent la matière, elles créent de la lumière : les caractéristiques de ces émissions dépendent de la densité de la matière.
En analysant cette lumière, il serait possible de découvrir les propriétés d’une étoile à des millions d’années-lumière, accédant ainsi à des informations aujourd’hui inaccessibles sur les premières étoiles. Cette technique pourrait également conduire à des découvertes sur la collision d’étoiles à neutrons et de trous noirs et même révéler des informations sur ce qui s’est passé pendant le Big Bang et les premiers instants de notre Univers.
Représentation artistique d’une étoile à neutrons accumulant de la matière à partir de l’enveloppe de son compagnon. Crédit : Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).
Derrière les mystères des étoiles à neutrons
Parallèlement, une autre étude menée par des chercheurs du Rochester Institute of Technology (RIT), également aux États-Unis, a avancé dans la détection d’ondes gravitationnelles continuesun type spécifique de ondes gravitationnelles qui jusqu’à présent n’a pas pu s’identifier. Ils sont produits par des objets tels que les étoiles à neutrons, qui tournent des centaines de fois par seconde et génèrent des ondes gravitationnelles plus faibles mais régulières.
Pour cela, ils surveillent de près Scorpius X-1, une étoile à neutrons en orbite binaire, accompagnée d’une étoile de faible masse et située à 9 000 années-lumière de la Terre. Scorpius X-1 est l’une des sources les plus prometteuses pour détecter ces ondes gravitationnelles continues, selon les chercheurs dans un article scientifique publié dans The Astrophysical Journal Letters.
Cette recherche, qui selon l’un communiqué de presse est la plus sensible à ce jour dans le domaine des ondes gravitationnelles continues, elle pourrait conduire à des informations vitales sur l’origine et les caractéristiques des étoiles à neutrons : la détection de ces ondes permettra aux scientifiques se rapprocher du « cœur » d’une étoile à neutrons et percer ses mystèresrévélant ainsi certaines des énigmes les plus profondes du cosmos.
Les références
Modes d’ondes gravitationnelles dans la matière. Approfondir Garg et IY Dodin. Journal de cosmologie et de physique des astroparticules (2022). EST CE QUE JE:https://doi.org/10.1088/1475-7516/2022/08/017
Recherche de corrélation croisée basée sur un modèle pour les ondes gravitationnelles à partir du Scorpius X-1 binaire à rayons X de faible masse dans les données LIGO O3. R. Abbott et al. Les lettres du journal astrophysique (2022). EST CE QUE JE:https://doi.org/10.3847/2041-8213/aca1b0