Qu'arrive-t-il à l'espace-temps lors de la fusion de deux trous noirs ?
Publié par Michel le 02/04/2006 à 00:00
Source: Physics News Update
Illustration: Campanelli et al.
Des calculs précis de la forme des ondes gravitationnelles émises pendant la collision de trous noirs ont pu être réalisés. Une nouvelle étude informatique sur la façon dont deux trous noirs, tournant l'un autour de l'autre, perturbent l'espace environnant en envoyant d'énormes rafales d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) vers l'extérieur, devrait grandement bénéficier à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel...) de détection de ces ondes (LIGO ou LISA).


Deux trous noirs proches l'un de l'autre

La difficulté de modéliser un comportement physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) complexe dépend en partie du système en question et des équations qui décrivent les forces au travail. Pour décrire une configuration complexe de charges et de courants, on utilise les équations de Maxwell (Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent les postulats de base de l'électromagnétisme, avec l'expression de la...) pour calculer les forces en jeu. Dans le cas de trous noirs binaires, les équations sont celles de la théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un important champ d'étude, tant théorique qu'expérimental.) générale d'Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement allemand, puis apatride (1896), suisse (1901), et enfin...).

Les trous noirs représentent un cas limite pour les forces de gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), et cela présente des difficultés dans les calculs de modélisation de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...). Cependant, des physiciens de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) du Texas à Brownsville ont désormais élaboré un algorithme qui non seulement produit des évaluations précises des ondes gravitationnelles, y compris pendant les très courts intervalles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) précédant la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de...) finale, mais de plus est facilement mis en oeuvre sur ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant...).


Juste avant la fusion

"L'importance de ces travaux", indique Carlos Lousto, un des auteurs de l'étude, "est qu'ils fournissent des prévisions précises pour les observatoires de recherche d'ondes gravitationnelles, tels que LIGO (LIGO (pour Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet d'interféromètre américain, destiné à détecter les ondes gravitationnelles.), de ce qu'ils vont observer". Ces travaux font partie d'une étude plus vaste sur la numérisation (La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel.) de la relativité effectuée à l'université du Texas, désignée sous le nom de Projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) Lazarus.

Voir une animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes, photographiées, numériques, etc.) de la perturbation de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle...) lors de la fusion de deux trous noirs (.mpg, 2,3 Mo).

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