Des astronomes ont obtenu les preuves les plus convaincantes jusqu’ici que les objets massifs courbent considérablement l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de...), comme le prévoit la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage...) générale de la relativité. Bien que la nature géométrique de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) ait été démontrée la première fois dès 1919, lorsqu’Arthur Eddington a détecté le subtil effet du Soleil ((pourcentage en masse)) sur la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) des étoiles lointaines, de nouveaux résultats fournissent le premier véritable test de la théorie d'Einstein pour des champs gravitationnels beaucoup plus puissants.


Mauri Valtonen, de l’observatoire de Tuorla en Finlande explique que ses travaux fournissent en fait la première preuve tangible de l’existence des trous noirs, objets si massifs que la théorie prévoit que l'espace-temps s’y recourbe complètement sur lui-même: "les gens se réfèrent au concept de trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois...) massif (Le mot massif peut être employé comme :) dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche...) à tout moment, mais d’un point (Graphie) de vue strict, on devrait tout d’abord montrer que la relativité générale (La relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation. Dans ce cadre, la présence d'une masse déforme...) reste valable pour les champs de gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) intenses avant d’être vraiment certains que les trous noirs existent," précise le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude...).

Le nouveau test de la relativité générale concerne un noyau galactique lointain, le quasar nommé OJ287, connu pour ses émissions périodiques d’un double éclat optique très lumineux à peu près tous les 12 ans. En 1988, Valtonen et d'autres ont suggéré que cette émission puisse être engendrée par un trou noir 18 milliards de fois plus massif que le Soleil, autour duquel gravite un second trou noir environ 200 fois plus léger. Dans un tel système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary...), l'objet le plus léger traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails,...) la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et...) d’accrétion du trou noir primaire deux fois par orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous...), en générant à chaque fois de puissantes émissions d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...).

En modélisant ce système, les chercheurs devaient pouvoir tester la relativité générale en prévoyant le moment où le prochain éclat devait se produire. A l’époque, les éclats ultérieurs (qui devaient avoir lieu au cours des années 90) ne pouvaient être prévus qu’avec une précision de l’ordre de quelques semaines, ce qui était insuffisant pour tester des effets relativistes. Mais au début de l'année dernière, en se basant sur des modèles améliorés et sur des années de surveillance de OJ287, Valtonen et son équipe ont pu prévoir la date de la prochaine impulsion lumineuse: le 13 septembre 2007, avec une précision d’un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux...) ou deux.

Afin de pouvoir détecter l'impulsion, plus de 25 astronomes de 10 pays ont dû travailler ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...). Ceci parce qu'en septembre, OJ287 se lève à l'est juste avant le lever de Soleil, et n’est donc visible, n’importe où sur Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...), que pendant environ 30 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) avant que le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue par les êtres humains depuis le sol de la planète.) ne devienne trop lumineux. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...) eurent lieu depuis le Japon, de la Chine, puis de l'Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de...) et au final depuis les îles Canaries. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le...), environ 100 mesures ont été réalisées entre le 4 septembre et le 20 octobre, en partie par des astronomes amateurs.

L’éclat du quasar eut bien lieu à cette époque, suggérant fortement qu'Oj287 était effectivement un système de deux trous noirs. En plus de vérifier l'énorme masse du trou noir primaire, les résultats ont montré que l'orbite du trou noir secondaire accusait une précession de 39 degrés par période. En comparaison, l'effet du Soleil sur notre espace-temps local provoque une précession de l'orbite de Mercure d’un peu plus de 0,1 degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) par siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race,...) !

En outre, ces travaux suggèrent que le système binaire perd de l’énergie en émettant des ondes gravitationnelles - une prédiction fondamentale de la théorie de la relativité qui attend toujours d’être vérifiée de manière directe. Lorsque cette émission n'est pas incluse dans le modèle, l’éclat du quasar est prévu pour se produire 20 jours plus tard, ce qui fournit une preuve indirecte de l’existence de ces ondes gravitationnelles. Et selon Valtonen, le taux d'émission observé pour OJ287 en font la source connue la plus intense d’ondes gravitationnelles de l'univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...), et donc une bonne cible pour les interféromètres laser (L'effet laser est un principe d'amplification cohérente de la lumière par émission stimulée. Laser est l'acronyme...) comme LISA, particulièrement lors de la période 2016-2019 où les prochains grands éclats sont attendus.