Leçons de niveau 18

Relativité générale/Ondes gravitationnelles

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Ondes gravitationnelles
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Chapitre no 6
Leçon : Relativité générale
Chap. préc. :Les équations d'Einstein dans le vide
Chap. suiv. :Einstein et Newton
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Relativité générale/Ondes gravitationnelles
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En remplaçant y par ict dans l'équation de Laplace, on obtient l'équation de d'Alembert des ondes gravitationnelles planes pour les coefficients de la métrique :

Lorsque les ondes gravitationnelles traversent le champ de gravitation d'une étoile, leur vitesse peut changer comme celle des ondes électromagnétiques. En quatre dimensions d'espace-temps, on obtient la loi de Laplace relativiste (ou de Poisson relativiste lorsque le second membre est différent de zéro).

Signal lors de la détection de GW150914

Détection des ondes gravitationnelles[modifier | modifier le wikicode]

Le 14 septembre 2015, des ondes gravitationnelles ont été détectées par les chercheurs du LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Les deux détecteurs LIGO sont des interféromètres de Michelson géants d'une longueur de 4 km construits aux États-Unis.

voici les 6 premières détections confirmées :
Date de détection Détecteurs Date de confirmation Phénomène bilan (en masses solaires)
14 septembre 2015
( GW150914 )
LIGO 11 février 2016 Coalescence de 2 trous noirs à 1,3.109 a-l 29 + 36 —> 62 + 3
26 décembre 2015
( GW151226 )
LIGO 15 juin 2016 Coalescence de 2 trous noirs à 1,4.109 a-l 14,2 + 7,5 —> 20,8 + 1
04 janvier 2017
( GW170104 )
LIGO 1 juin 2017 Coalescence de 2 trous noirs 31,2 + 19,4 → 48,7 + 2.
14 août 2017
( GW170814 )
LIGO - Virgo 27 septembre 2017 Coalescence de deux trous noirs 25 + 31 → 53 + 3.
17 août 2017
( GW170817 )
LIGO - Virgo 16 octobre 2017 Coalescence de 2 étoiles à neutrons
08 juin 2017
( GW170608 )
LIGO 15 novembre 2017 Coalescence de 2 trous noirs 12 + 7 → 18 + 1.


La plupart des théories de gravité quantique postulent l'existence d'une particule élémentaire ( le graviton ) associée à l'onde gravitationnelle mais pour le moment ( i.e. en octobre 2016), l’existence du graviton reste hypothétique.

GW150914[modifier | modifier le wikicode]

Dans le cas de GW150914 , le trou noir A avait une masse équivalente à 29 soleils et le trou noir B avait une masse de 36 soleils. Lors de la fusion, on observe un nouveau trou noir qui est équivalent à 62 soleils. On a donc l' équivalent de 3 masses solaires qui ont été converties en ondes gravitationnelles. La coalescence a eu lieu à une distance de 1,3 milliard d'années-lumière, c'est à dire que l'onde gravitationnelle émise a été détectée 1,3 milliard d'années plus tard sur terre.

Notes[modifier | modifier le wikicode]

  • GW150914 a été confirmé dans un article du PHYSICAL REVIEW LETTERS - week ending: 12 FEBRUARY 2016, n° 116, 061102 (2016) publié par une collaboration entre LIGO (USA) et Virgo (Franco-Italien) et qui a été signé par 1009 chercheurs rattachés à 133 laboratoires ou instituts. (on peut lire l'article sur commons.wikimedia.org : ici )
  • Nathalie Deruelle et Jean-Pierre Lasota, Les Ondes gravitationnelles, Odile Jacob - sciences , (2018)
  • On trouve la liste complète des détections sur wikipédia Liste d'ondes gravitationnelles