Qu'arrive-t-il à l'espace-temps lors de la fusion de deux trous noirs ?

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 de gravité vers l'extérieur, devrait grandement bénéficier à la recherche expérimentale de détection de ces ondes (LIGO ou LISA).


La difficulté de modéliser un comportement 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 pour calculer les forces en jeu. Dans le cas de trous noirs binaires, les équations sont celles de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein.

Les trous noirs représentent un cas limite pour les forces de gravitation, et cela présente des difficultés dans les calculs de modélisation de l'environnement. Cependant, des physiciens de l'université 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 précédant la fusion finale, mais de plus est facilement mis en oeuvre sur ordinateur.


"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, de ce qu'ils vont observer". Ces travaux font partie d'une étude plus vaste sur la numérisation de la relativité effectuée à l'université du Texas, désignée sous le nom de Projet Lazarus.

Voir une animation de la perturbation de l'espace-temps lors de la fusion de deux trous noirs (.mpg, 2,3 Mo).