« GW150914 » : différence entre les versions

Navigation interactive dans l’historique

← Modification précédente Modification suivante →

Contenu supprimé Contenu ajouté

Intégrés

Version du 8 mai 2016 à 23:23

Détection
GW150914
Mesures de LIGO des ondes gravitationnelles dans les détecteurs de Livingston (droite) et de Hanford (gauche), comparées aux valeurs prédites théoriquement.
Type	Ondes gravitationnelles
Date	14 septembre 2015
Durée du signal	0,2±0,1 seconde
Détecté par	LIGO
Localisation
Décalage vers le rouge	0,09±0,03
Énergie
Énergie totale produite	3,0 ± 0,5 M c²

GW150914 est le nom du signal^[1]^,^[2] à l’origine de la première observation directe d’ondes gravitationnelles annoncée le 11 février 2016 par les laboratoires LIGO et Virgo^[1]^,^[3]. La détection a été faite le 14 septembre 2015 à 9 h 50 min 45 s UTC^[1] sur les deux sites américains jumeaux LIGO construits en Louisiane et dans l’État de Washington à trois mille kilomètres de distance^[4].

La forme d’onde correspond aux prédictions de la relativité générale concernant la chute en spirale et la fusion d’une paire de trous noirs et l’effet provoqué par le trou noir résultant. Il s’agit de la première observation directe^[5] de trous noirs, et d’une fusion de trous noirs binaires, démontrant par là même l’existence d’un tel système, et qu’une telle fusion peut survenir durant le temps de Hubble^[1]. Cet événement inaugure l’astronomie gravitationnelle, une nouvelle branche de l’astronomie.

Historique

Les ondes gravitationnelles^[6], ou ondes de gravitation^[7]^,^[8]^,^[9], sont des oscillations de la courbure de l’espace-temps^[10]. Elles se propagent à la vitesse de la lumière^[11] dans le vide^[12] (il s’agit en ce cas aussi bien de leur vitesse de phase que de leur vitesse de groupe^[13]).

Elles ont été prédites dès 1916^[14]^,^[15] par le physicien Albert Einstein (1879-1955) sur la base de sa théorie de la relativité générale^[6]^,^[16]. Antérieurement, leur existence avait été pressentie par le mathématicien et physicien français Henri Poincaré (1854-1912)^[6]. Einstein et d’autres physiciens se sont tout de suite demandé si ces ondes avaient une existence matérielle ou si elles étaient de purs artefacts résultant du calcul, Einstein lui-même changeant plusieurs fois d’avis sur le sujet^[5].

Article détaillé : PSR B1913+16.

Des preuves indirectes de l’existence des ondes gravitationnelles ont été obtenues en 1974 grâce à l’observation du mouvement pulsar binaire PSR B1913+16, pour laquelle Russell Alan Hulse et Joseph Hooton Taylor, Jr. ont reçu le prix Nobel de physique en 1993^[3]. Les systèmes binaires, tels que les trous noirs binaires, émettent des ondes gravitationnelles. Cela réduit leur orbite et conduit à un mouvement de chute en spirale de l’un vers l’autre (inspiral) et finalement, dans le cas de deux trous noirs, à leur fusion^[1].

Article détaillé : Onde gravitationnelle primordiale.

Le 17 mars 2014, la collaboration BICEP annonce avoir détecté des ondes gravitationnelles primordiales^[17]. Mais, le 9 février 2016, leur détection est invalidée par la collaboration Planck^[18].

Développement de LIGO

Article détaillé : Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

LIGO fait fonctionner deux observatoires d’ondes gravitationnelles à l’unisson : l’observatoire LIGO de Livingston (30° 33′ 46,42″ N, 90° 46′ 27,27″ O) à Livingston en Louisiane et l’observatoire LIGO de Hanford, sur le complexe nucléaire de Hanford (46° 27′ 18,52″ N, 119° 24′ 27,56″ O) situé proche de Richland dans l’état de Washington. Ces sites sont distants de 3 002 kilomètres l’un de l’autre. Les observatoires comparent les signaux de leurs interféromètres laser. Les premières mesures de LIGO entre 2002 et 2010 n’ont détecté aucune onde gravitationnelle. S’en est suivi un arrêt de plusieurs années durant lesquelles les détecteurs ont été remplacés par des versions améliorées dites « Advanced LIGO »^[19]. En février 2015, les deux détecteurs avancés ont été placés en mode ingénierie^[20], avec des observations scientifiques formelles qui ont commencé le 18 septembre 2015^[21].

Tout au long du développement et des observations de la première phase de LIGO, plusieurs « injections à l’aveugle » de faux signaux d’ondes gravitationnelles ont eu lieu pour tester la capacité des chercheurs à identifier de tels signaux. Afin de protéger l’efficacité des injections à l’aveugle, seulement quatre scientifiques du LIGO avaient connaissance de telles injections, et cette information était dévoilée seulement après que le signal ait été complètement analysé par les chercheurs^[22]. Cependant, aucun test de ce type n’avait eu lieu en septembre 2015 lorsque GW150914 a eu lieu^[23].

GW150914

Détection de l’événement

GW150914, qui se nomme ainsi d’après les initiales des mots « Gravitational Wave » (traduction anglaise de onde gravitationnelle) suivies de la date de sa détection, a été observé par les détecteurs LIGO de Hanford et de Livingston à 9 h 50 min 45 s UTC le 14 septembre 2015. Le signal provenait de l’hémisphère céleste sud (en), globalement dans la direction des nuages de Magellan (mais la source est située bien au-delà d’eux)^[2]^,^[3]. Le signal a duré plus de 0,2 s, et a augmenté de fréquence et d’amplitude pendant environ huit cycles de 35 à 150 Hz^[1]^,^[24]. Il a été décrit comme un « pépiement » (chirp en anglais) d’oiseau^[3]. La détection a été signalée dans les trois minutes qui ont suivi l’acquisition du signal via l’utilisation de méthodes de recherche à faible latence qui fournissent une première analyse rapide des données recueillies par les détecteurs^[24]. Le premier observateur à en avoir pris connaissance est un chercheur italien, Marco Drago, en post-doctorat à l'institut Max-Planck de physique gravitationnelle à Hanovre en Allemagne. On a d'abord cru que le signal n’était pas réel^[25] et qu’il s’agissait d’un signal test ^[3].

Une analyse statistique plus détaillée de la prise de données d’une période de seize jours collectées entre le 12 septembre et le 20 octobre 2015 a permis d’exclure que GW150914 provienne du bruit de l'expérience, avec une signification statistique de plus de 5,1 σ, soit un intervalle de confiance de 99.99998 %^[26]. Le signal a été vu à Livingston sept millisecondes avant qu’il ne soit vu à Hanford, ce qui est compatible avec un temps de propagation de l’onde gravitationnelle à la vitesse de la lumière entre les deux sites^[1]^,^[24].

Au moment de l’événement, le détecteur d’ondes gravitationnelles Virgo (près de Pise en Italie) était à l’arrêt pour une amélioration de ses équipements ; s’il avait été opérationnel, il aurait probablement été assez sensible pour détecter le signal^[3]. GEO600 (près d’Hanovre en Allemagne) n’était pas assez sensible pour détecter le signal^[1]. Par conséquent, aucun de ces détecteurs n’a été capable de confirmer le signal mesuré par LIGO^[3].

Origine astrophysique

L’événement a eu lieu à une distance de luminosité^[27] de 410+160
−180 mégaparsecs^[1]^,^[27] (déterminé par l’amplitude du signal^[3]), ou 1,3 ± 0,6 milliard d’années-lumière, correspondant à un décalage vers le rouge cosmologique de 0,09^+0,03_−0,04 (intervalle de confiance de 90 %). L’analyse du signal au travers du décalage vers le rouge présumé a suggéré qu’il a été produit par la fusion de deux trous noirs avec des masses respectives de 36+5
−4 et 29 ± 4 fois celle du Soleil^[27], conduisant à un trou noir post-fusion de 62 ± 4 masses solaires^[27]. Les énergies de 3,0 ± 0,5 masses solaires manquantes ont été rayonnées sous la forme d’ondes gravitationnelles, en accord avec l’équivalence masse–énergie.

Le pic d’énergie rayonnée par l’onde gravitationnelle, d’une puissance d’environ 3,6×10⁴⁹ W était supérieur à la puissance lumineuse rayonnée par toutes les étoiles de l’univers observable^[3]^,^[24]^,^[28]^,^[29]. Kip Thorne a indiqué : « La puissance totale libérée dans les ondes gravitationnelles pendant la brève collision était cinquante fois plus grande que toute la puissance diffusée par toutes les étoiles de l’univers mises ensemble. »

Simulation des modifications du champ gravitationnel et de la production des ondes gravitationnelles par la fusion des deux trous noirs ayant produit GW150914.

Pendant la durée de 0,2 s du signal détectable, la vitesse tangentielle relative (orbitale) des trous noirs a augmenté de 30 % à 60 % de la vitesse de la lumière. La fréquence orbitale de 75 Hz (la moitié de la fréquence de l’onde gravitationnelle) signifie que les objets orbitaient l’un autour de l’autre à une distance de seulement 350 km avant qu’ils ne fusionnent. Ce rayon orbital proche implique que les objets doivent être des trous noirs, étant donné qu’aucun autre couple d’objets connu ayant ces masses ne peuvent orbiter si près l’un de l’autre avant de fusionner. Ainsi un couple trou noir-étoile à neutrons aurait-il fusionné à une fréquence plus basse ; l’étoile à neutrons la plus massive connue a deux masses solaires, et on a une limite supérieure théorique de trois masses solaires pour une étoile à neutrons stable, de sorte qu’un couple d’étoiles à neutrons n’aurait pas une masse suffisante pour expliquer la fusion à moins que des alternatives exotiques n’existent, comme les étoiles à bosons^[1]^,^[24]^,^[27]. Pour Thibault Damour — théoricien qui a prévu en 2000 les effets du signal qui a été observé en collaboration avec Alessandra BuonannoAlessandra Buonanno — l'importance de cette observation tient à ce que c'est « la première fois qu’on a une preuve directe de l’existence de trous noirs, et surtout que deux trous noirs peuvent fusionner [...] Ça c’est encore plus important. Ça mérite un prix Nobel surtout pour la découverte des deux trous noirs »^[30]^,^[31].

La décroissance de la forme d’onde après avoir atteint un sommet était compatible avec les oscillations amorties de la détente d’un trou noir vers une configuration de fusion finale^[1]. Bien que le mouvement de tournoiement puisse être bien décrit à partir de l’analyse du signal, l’étape de fusion dans le régime de fort champ gravitationnel peut uniquement être résolue dans le cas général par des simulations à grande échelle (en).

L’objet post-fusion est supposé être un trou noir de Kerr (c'est-à-dire en rotation) avec un paramètre de spin de 0,67^+0,05_−0,07^[24]^,^[32].

Localisation de l’événement

Les détecteurs d’ondes gravitationnelles surveillent l’ensemble du ciel sans moyen de déterminer l’origine spatiale des signaux. Un réseau d’instruments est nécessaire pour reconstruire la localisation de l’événement dans le ciel. Avec seulement les deux instruments de LIGO en mode observationnel, la localisation de la source de GW150914 peut seulement être reconstruite avec une zone en forme de banane. Cela a été fait avec l’analyse du retard en temps de 6,9^+0,5_−0,4 ms, en tenant compte de l’amplitude et de la cohérence de phase entre les deux détecteurs. Cette analyse a produit une région crédible de 140 deg² (50 % de probabilité) ou de 590 deg² (90 % de probabilité) située principalement dans l’hémisphère céleste sud (en)^[27].

Suivi électromagnétique et neutrino

Cette zone du ciel a été ciblée par des observations qui ont suivi dans le domaine des longueurs d’onde des ondes radios, optique, proche infrarouge, rayons X et gamma ainsi que par des recherches de neutrinos coïncidents^[27].

Suivi électromagnétique

Le télescope Gamma Burst Monitor du Fermi Gamma-ray Space Telescope a détecté un faible sursaut gamma au-dessus de 50 keV, commençant 0,4 s après l’événement détecté par le LIGO et avec une région d’incertitude coïncidant avec l’observation faite par le LIGO. Il a été indiqué que les deux observations étaient corrélées, avec une probabilité de fausse alerte de 0,0022. Si on les combine, les deux observations réduisent l’intervalle de confiance de 90 % de 601 à 199 degrés carrés^[33]^,^{[Note 1]}.

Cependant, des observations utilisant le télescope INTEGRAL, via l’instrument couvrant tout le ciel SPI-ACS, indiquent que la quantité d’énergie émise par l’événement sous forme de rayons X durs et de rayons gamma est inférieure à une partie par million de l’énergie émise sous forme d’ondes gravitationnelles. Cette étude conclut que « cette limite exclut la possibilité que l’événement soit directement associé avec une radiation gamma substantielle, dirigée vers l’observateur »^[34].

Des observations par le télescope spatial SWIFT des galaxies proches de la région de détection, deux jours après l’événement, n’ont détecté aucune nouvelle source de rayons X, de lumière visible ou ultraviolette^[35].

Discussion

Le 24 février 2016, Abraham Loeb publie sur arXiv un article dans lequel il décrit un scénario pouvant expliquer l'observation de cette onde gravitationnelle par LIGO et le possible sursaut gamma repéré par le télescope spatial Fermi, si son origine astrophysique était confirmée. Loeb fait l’hypothèse que dans une étoile très massive en rotation rapide d'une masse supérieure à 100 fois celle du Soleil, la force centrifuge qui s’exerce durant son effondrement conduirait à la formation d’une barre tournante, puis de deux masses denses à ses extrémités (donnant à l’ensemble une forme d’haltère) et finalement d’un couple de trous noirs. Une fusion "classique" de trous noirs ne doit pas produire d'émissions électromagnétiques, mais dans ce scénario, de la matière accrétée autour du trou noir final pourrait expliquer le sursaut gamma, d'une durée de une seconde et repéré 0,4 seconde après l'onde gravitationnelle, détecté par Fermi^[36]^,^[37]^[38]^,^[39].

Recherche de neutrinos coïncidents

La recherche de neutrinos coïncidents a été effectuée par les télescopes ANTARES et IceCube. La fusion de deux trous noirs peut en effet produire des émissions électromagnétiques et des neutrinos de haute énergie dans le cas où la fusion s’effectuerait dans un environnement suffisamment dense en matière baryonique et qu’un système trou noir-disque d’accrétion est formé^[40]. Le télescope ANTARES n’a détecté aucun neutrino candidat dans une fenêtre de ±500 secondes avant et après GW150914^[40]. Le télescope IceCube a quant à lui détecté trois neutrinos dans ce même intervalle de temps. Un événement a été identifié comme provenant de l’hémisphère sud et deux provenant de l’hémisphère nord. Cela est compatible avec le niveau de détection du bruit de fond. Aucun des candidats n’est compatible avec la zone de 90 % de niveau de confiance^[41]. Bien qu’aucun neutrino n’ait été détecté, l’absence d’observation a permis d’établir une limite sur le nombre de neutrinos émis lors de ce type d’événement astrophysique^[41].

Annonce

L’annonce de la détection a été faite le 11 février 2016^[3] lors d’une conférence de presse à Washington, D.C. par David Reitze, le directeur général de LIGO^[42], accompagné de spécialistes tels que Gabriela González de l'Université de Louisiane, Rainer WeissRainer Weiss du MIT et Kip Thorne de Caltech^[3]. D'autres conférences de presse ont eu lieu simultanément dans le monde, comme à EGO, Cascina en Italie, et au siège du CNRS à Paris [1].

L’article de l’annonce initiale a été publié pendant la conférence de presse dans Physical Review Letters^[1], accompagné d’autres articles publiés peu de temps après^[43] ou disponibles immédiatement en pré-impression (voir le LIGO Open Science Center^[44] et les pré-impressions sur ArXiv). Le choix de publier les résultats dans Physical Review Letters plutôt que dans Nature ou Science a été décidé par le LIGO au cours d’un vote ; Physical Review Letters ayant reçu une large majorité des votes^[45].

Parallèlement à la conférence presse, Barry BarishBarry Barish a donné une présentation de la découverte scientifique à la communauté physique au CERN près de Genève en Suisse^[46].

Conséquences

Détections futures

Compte tenu de la brillance de cette détection, les chercheurs s’attendent à ce qu’elle soit la première d’une série d’autres détections durant la première année d’opération des détecteurs de Advanced LIGO. Au cours de sa prochaine campagne d’observation, il est prévu de détecter cinq fusions de trous noirs du type GW150914 de plus et de détecter quarante fusions d’étoiles binaires chaque année, avec par ailleurs un nombre inconnu de sources d’ondes gravitationnelles plus exotiques, certaines d’entre elles ne pouvant pas être anticipées par les théories actuelles^[2]. Des améliorations prévues espèrent doubler le rapport signal sur bruit, multipliant ainsi par un facteur dix le volume de l’espace dans lequel des événements tels que GW150914 pourront être détectés. Par ailleurs, Advanced Virgo, KAGRAKAGRA et un éventuel troisième détecteur LIGO en Inde étendront le réseau et amélioreront significativement la reconstruction de la position et l’estimation des paramètres des sources^[1].

Evolved Laser Interferometer Space Antenna (eLISA) est une mission proposée pour détecter les ondes gravitationnelles dans l’espace. La gamme de sensibilité proposée par eLISA permettrait de détecter les systèmes binaires tels que GW150914 environ mille ans avant qu’ils ne fusionnent. Un tel observatoire fournirait une classe de sources précédemment inconnue, et pourrait les détecter jusqu'à une distance d’environ dix mégaparsecs^[43].

Test expérimental de la relativité générale

Article détaillé : Tests expérimentaux de la relativité générale.

Les propriétés fondamentales, la masse et le spin, du trou noir post-fusion étaient compatibles avec celles des deux trous noirs pré-fusion, suivant les prédictions de la relativité générale. Il s’agit du premier test de la relativité générale dans le régime de fort champ^[47]^,^[1]. Aucune preuve remettant en cause les prédictions de la relativité générale n’a pu être établie^[47].

À la suite de l’annonce de la découverte, Thibault Damour a déclaré^[30] :

« Cela, c’est la preuve [...] de la dynamique de l’espace-temps quand deux trous noirs fusionnent, ce qui est une confirmation de la théorie d’Einstein à un niveau inégalé. »

Astrophysique

Les masses des deux trous noirs pré-fusion fournissent des informations sur l’évolution stellaire. Les deux trous noirs étaient plus massifs que les trous noirs stellaires précédemment découverts, ce qui avait été déduit des observations de binaire X. Cela implique que les vents solaires en provenance de leur étoile doivent être relativement faibles et donc que leur métallicité (fraction de la masse des éléments chimiques plus lourds que l’hydrogène et l’hélium) doit être plus faible qu’environ la moitié de la valeur solaire^[43].

Le fait que les deux trous noirs pré-fusion étaient présents dans un système d’étoiles binaires ainsi que le fait que le système était assez compact pour fusionner dans le temps de l’âge de l’univers contraignent soit l’évolution des étoiles binaires soit les scénarios de formation dynamique, selon la façon dont le trou noir binaire a été formé. La vitesse qu’un trou noir acquiert à sa formation lors de l’effondrement du cœur d’une supernova (natal kick (en)) n’est pas toujours élevée. Sinon, les systèmes binaires dans lesquels une supernova se transforme en trou noir seraient affectés ; les trous noirs dans les amas globulaires auraient une vitesse dépassant la vitesse de libération de l’amas et seraient éjectés avant d’être capables de former un système binaire par interaction dynamique^[43].

La découverte de la fusion elle-même augmente la limite inférieure du taux d’occurrence de tels événements et rejette certains modèles théoriques qui prévoyaient^[1]^,^[43] des taux inférieurs à 1 Gpc⁻³a⁻¹. L’analyse a conduit à l’abaissement^[48] de la limite supérieure du taux d’occurrence d’événements similaires à GW150914 d’environ 140 Gpc⁻³a⁻¹ à 17+39
−13 Gpc⁻³a⁻¹.

Graviton

Le graviton est une particule élémentaire hypothétique associée à la gravité, et serait sans masse si, comme on le pense, la gravitation a une portée infinie ; plus un boson de jauge est massif, plus la portée de la force associée sera courte, ainsi la portée infinie de la lumière est la conséquence du fait que le photon n’a pas de masse ; en supposant que le graviton soit en effet le boson de jauge de la future théorie quantique de la gravitation, la portée infinie de la gravité implique que l’hypothétique graviton serait également sans masse. Les observations de GW150914 améliorent sensiblement — en la diminuant d’un facteur trois environ — la limite supérieure de la masse du graviton à 2,16×10^-58 kg (ce qui correspond à 1,2 × 10⁻²² eV c⁻² ou à une longueur d’onde de Compton plus grande que 10¹³ km, soit environ une année-lumière)^[47].

Notes et références

Notes

↑ Les sources se contredisent légèrement sur l’aire de confiance à 90%, passant de 590 à 601 degrés carrés.

Références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Gravitational wave observation » (voir la liste des auteurs).

↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n et o} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration LIGO et collaboration Virgo), « Observation of gravitational waves from a binary black hole merger » [« Observation d'ondes gravitationnelles à partir de la fusion d'un trou noir binaire »], Physical Review Letters, vol. 116, n^o 6,‎ février 2016 en astronomie, p. 061102 (DOI 10.1103/PhysRevLett.116.061102, Bibcode 2016arXiv160203837T, arXiv 1602.03837, résumé)
↑ ^{a b et c} (en) Robert Naeye, « Gravitational Wave Detection Heralds New Era of Science », Sky and Telescope,‎ 11 février 2016 (lire en ligne, consulté le 11 février 2016)
↑ ^{a b c d e f g h i j et k} (en) Davide Castelvecchi et Alexandra Witze, « Einstein's gravitational waves found at last », Nature News,‎ 11 février 2016 (DOI 10.1038/nature.2016.19361, lire en ligne, consulté le 11 février 2016)
↑ « Les ondes gravitationnelles détectées un siècle après avoir été prédites », sur lemonde.fr, 11 février 2016.
↑ ^{a et b} Michel de Pracontal, « «Nous avons détecté des ondes gravitationnelles»: Einstein avait raison », mediapart.fr, 11 février 2016 (consulté le 15 février 2016)
↑ ^{a b et c} Entrée « onde gravitationnelle », dans Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Supérieur, novembre 2009 [2^e éd.] (1^re éd. 2008), XII-741 p., 24 cm (ISBN 978-2-8041-0248-7, OCLC 632092205, BNF 42122945), p. 389 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Michel Biezunski, Histoire de la physique moderne (monographie), Paris, La Découverte, coll. « Histoire des sciences », septembre 1993, 1^re éd., 239 p., 22 cm (ISBN 978-2-7071-2254-4, OCLC 299550504, BNF 35600028, présentation en ligne), chap. 7 (« L'unité retrouvée (1965-1990) »), § [8] (« Ondes gravitationnelles »), p. 127 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Pierre Léna, Daniel Rouan, François Lebrun, François Mignard et Didier Pelat (avec la collaboration de Laurent Mugnier), L'observation en astrophysique (monographie), Les Ulis et Paris, EDP Sciences / CNRS Éditions, coll. « Savoirs actuels / Astrophysique », juin 2008, 3^e éd., XIII-742-[16], 23 cm (ISBN 2-86883-877-4, 978-2-86883-877-3, 2-271-06744-8 et 978-2-271-06744-9, OCLC 244475319, BNF 41287342, présentation en ligne), chap. 1 (« L'information en astrophysique »), sect. 1.1 (« Les porteurs de l'information »), § 1.1.4 (« Les ondes gravitationnelles »), p. 8 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Jean-Pierre Luminet et Élisa Brune, Bonnes nouvelles des étoiles (monographie), Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », mai 2009, 332 p., 22 cm (ISBN 978-2-7381-2287-2, OCLC 470972888, BNF 41479909, présentation en ligne), « Les ondes gravitationnelles », p. 166 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Didier Dangoisse, Daniel Hennequin et Véronique Zehnlé, Les lasers : cours et exercices corrigés (L3 physique, master physique et écoles d'ingénieur) (monographie), Paris, Dunod, coll. « Sciences sup / Cours », 2013, 3^e éd. (1^re éd. 1998), XXII-327 p., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-10-059050-6, OCLC 859755281, BNF 43653358, présentation en ligne), chap. 8 (« Quelques applications des lasers »), sect. 8.5 (« Cohérence »), § 8.5.1 (« Détection des ondes gravitationnelles »), p. 295 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Pierre Binétruy, À la poursuite des ondes gravitationnelles (monographie), Paris, Dunod, coll. « Quai des sciences », 2015, 1^re éd., 255-[8], 15,5 × 24 cm (ISBN 978-2-10-072185-6, OCLC 913224105, BNF 44369000, présentation en ligne), « À la vitesse de la lumière », p. 116 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Jean-Pierre Luminet, Illuminations : cosmos et esthétique (monographie), Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », 2011, 1^re éd., 487-[16], 24 cm (ISBN 978-2-7381-2562-0, OCLC 780211696, BNF 42279998), « Les vitesses en astrophysique », « Petit panorama des vitesses cosmiques », p. 63 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ Michael Hobson, George Efstathiou et Anthony Lasenby (traduit de l'anglais par Loïc Villain, révision scientifique de Richard Taillet), Relativité générale [« General relativity: an introduction for physicists »], Bruxelles, De Boeck Université, décembre 2009, 1^re éd., XX-554 p., 28 cm (ISBN 978-2-8041-0126-8, OCLC 690272413, BNF 42142174, présentation en ligne), chap. 18 (« Ondes gravitationnelles »), p. 490 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].
↑ (de) Albert Einstein, « Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation », Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), vol. part 1,‎ 22 juin 1916, p. 688-696 (Bibcode 1916SPAW.......688E, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).
↑ (de) Albert Einstein, « Über Gravitationswellen », Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), vol. part 1,‎ 31 janvier 1918, p. 154-167 (Bibcode 1918SPAW.......154E, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).
↑ (en) Dave Finley, « Einstein's gravity theory passes toughest test yet: bizarre binary star system pushes study of relativity to new limits » [html], Phys.orgPhys.org, 25 avril 2013 (consulté le 16 février 2016) .
↑ (en) Ron Cowen, « How astronomers saw gravitational waves from the Big Bang », Nature,‎ 17 mars 2014, news (DOI doi:10.1038/nature.2014.14885, lire en ligne [html], consulté le 15 février 2016).
↑ (en) R. Adam et al. (collaboration Planck), « Planck intermediate results : XXX.– The angular power spectrum of polarized dust emission at intermediate and high Galactic latitudes », Astronomy and Astrophysics, vol. 586,‎ février 2016, A133 (DOI doi:10.1051/0004-6361/201425034, Bibcode 2014arXiv1409.5738P, arXiv 1409.5738, résumé).
↑ (en) « Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO », SPIE Newsroom (consulté le 4 janvier 2016)
↑ (en) « LIGO Hanford’s H1 Achieves Two-Hour Full Lock », sur advancedligo.mit.edu, février 2015
↑ (en) « The Newest Search for Gravitational Waves has Begun », sur LIGO Caltech, 18 septembre 2015
↑ Adrian Cho, « Here’s the first person to spot those gravitational waves », Science,‎ 11 février 2016 (DOI 10.1126/science.aaf4039, lire en ligne)
↑ (en) « Gravitational-wave rumours in overdrive », Nature,‎ 12 janvier 2016 (lire en ligne, consulté le 11 février 2016)
↑ ^{a b c d e et f} (en) « Observation Of Gravitational Waves From A Binary Black Hole Merger », LIGO, 11 février 2016 (consulté le 11 février 2016)
↑ Cho, Adrian (11 février 2016).
↑ (en) Sarah Scoles, « LIGO’s First-Ever Detection of Gravitational Waves Opens a New Window on the Universe », sur wired.com, 11 février 2016 (consulté le 14 février 2016)
↑ ^{a b c d e f et g} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration scientifique LIGO et collaboration Virgo), « Properties of the binary black hole merger GW150914 », arXiv,‎ 11 février 2016 (Bibcode 2016arXiv160203840T, arXiv 1602.03840, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).
↑ (en) W. Harwood, « Einstein was right: Scientists detect gravitational waves in breakthrough », sur CBS News, 11 février 2016 (consulté le 12 février 2016)
↑ (en) Nadia Drake, « Found! Gravitational Waves, or a Wrinkle in Spacetime », sur National Geographic News, 11 février 2016 (consulté le 13 février 2016)
↑ ^{a et b} Hervé Morin, « Le plus important, c’est la preuve de l’existence de trous noirs », sur lemonde.fr, 11 février 2016 (consulté le 14 février 2016)
↑ Thibault Damour, Moment historique ! Émission spéciale sur les ondes gravitationnelles, La Tête au carré sur France Inter, 4 min 34 s, 12 février 2016
↑ (en) « LIGO detects first ever gravitational waves – from two merging black holes », Physics World,‎ 11 février 2016 (lire en ligne, consulté le 12 février 2016)
↑ (en) Valerie Connaughton et al., « Fermi GBM Observations of LIGO Gravitational Wave event GW150914 », arXiv,‎ 11 février 2016 (arXiv 1602.03920)
↑ (en) V. Savchenko et al., « INTEGRAL upper limits on gamma-ray emission associated with the gravitational wave event GW150914 », The Astrophysical Journal Letters,‎ 12 février 2016 (arXiv 1602.04180)
↑ « Swift follow-up of the Gravitational Wave source GW150914 », MNRAS Letters (submitted),‎ 11 février 2016 (arXiv 1602.03868)
↑ Loeb (2016).
↑ Ondes gravitationnelles : un trou noir binaire dans une étoile ?, futura-sciences.
↑ (en) Marcus Woo, « LIGO’s black holes may have lived and died inside a huge star », New Scientist,‎ 16 février 2016 (lire en ligne, consulté le 18 février 2016)
↑ (en) Abigail Beall, « Ligo’s black holes that helped prove Einstein’s theory of gravitational waves could have been born inside a massive star », Daily Mail,‎ 17 février 2016 (lire en ligne, consulté le 18 février 2016)
↑ ^{a et b} (en) « ANTARES follow-up of Gravitational Wave event GW150914 detected by the Advanced LIGO interferometers on Sept. 14th, 2015 », sur antares.in2p3.fr, 11 février 2014 (consulté le 14 février 2016)
↑ ^{a et b} « High-energy Neutrino follow-up search of Gravitational Wave Event GW150914 with ANTARES and IceCube », LIGO, 12 février 2016 (consulté le 14 février 2016)
↑ (en) « Einstein's gravitational waves 'seen' from black holes », BBC News,‎ 11 février 2016 (lire en ligne)
↑ ^{a b c d et e} (en) B. P. Abbott et al., « Astrophysical implications of the binary black-hole merger GW150914 », The Astrophysical Journal Letters, vol. 818, n^o 2,‎ 11 février 2016, p. 15 (DOI 10.3847/2041-8205/818/2/L22, lire en ligne, consulté le 14 février 2016)
↑ (en) « LIGO Open Science Center », sur losc.ligo.org (DOI 10.7935/K5MW2F23, consulté le 14 février 2016)
↑ David Larousserie, « Ondes gravitationnelles : pourquoi ont-elles échappé à Nature ou Science ? », sur alasource.blog.lemonde.fr, 15 février 2016 (consulté le 16 février 2016)
↑ (en) Barry Barish, « New results on the Search for Gravitational Waves », sur cds.cern.ch, 11 février 2016 (consulté le 21 février 2016)
↑ ^{a b et c} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration scientifique LIGO et collaboration Virgo), « Tests of general relativity with GW150914 » [« Tests de la relativité générale avec GW150914 »], arXiv,‎ 11 février 2016 (Bibcode 2016arXiv160203841T, arXiv 1602.03841, résumé, lire en ligne [PDF], consulté le 16 février 2016).
↑ (en) B. P. Abbott et al., « The Rate of Binary Black Hole Mergers inferred from Advanced LIGO Observations surrounding GW150914 », LIGO Document Control Center,‎ 10 février 2016 (arXiv 1602.03842, lire en ligne)

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

GW150914, sur Wikimedia Commons
GW150914, sur Wikinews

Articles connexes

Liens externes

(en) LIGO Open Science Center, données relatives à la détection initiale
(en) Dennis Overbye, Detecting a gravitational wave - news and video (4:36), NYT, 11 février 2016
(en) Lawrence Krauss, Significance of observing the first-ever gravitational wave, NYT, 11 février 2016
Véronique Étienne et Priscilla Dacher (CNRS), « Première détection directe d'ondes gravitationnelles par les collaborations LIGO et Virgo » [PDF], sur 2.cnrs.fr, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), 11 février 2016 en astronomie (consulté le 15 février 2016)

[34] Les sources se contredisent légèrement sur l’aire de confiance à 90%, passant de 590 à 601 degrés carrés.

[PRL-20160211-1] {a b c d e f g h i j k l m n et o} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration LIGO et collaboration Virgo), « Observation of gravitational waves from a binary black hole merger » [« Observation d'ondes gravitationnelles à partir de la fusion d'un trou noir binaire »], Physical Review Letters, vol. 116, n^o 6,‎ février 2016 en astronomie, p. 061102 (DOI 10.1103/PhysRevLett.116.061102, Bibcode 2016arXiv160203837T, arXiv 1602.03837, résumé)

[Naeye-2] {a b et c} (en) Robert Naeye, « Gravitational Wave Detection Heralds New Era of Science », Sky and Telescope,‎ 11 février 2016 (lire en ligne, consulté le 11 février 2016)

[Nature_11Feb16-3] {a b c d e f g h i j et k} (en) Davide Castelvecchi et Alexandra Witze, « Einstein's gravitational waves found at last », Nature News,‎ 11 février 2016 (DOI 10.1038/nature.2016.19361, lire en ligne, consulté le 11 février 2016)

[4] « Les ondes gravitationnelles détectées un siècle après avoir été prédites », sur lemonde.fr, 11 février 2016.

[Pracontal-5] {a et b} Michel de Pracontal, « «Nous avons détecté des ondes gravitationnelles»: Einstein avait raison », mediapart.fr, 11 février 2016 (consulté le 15 février 2016)

[Taillet_et_al._(2009)-6] {a b et c} Entrée « onde gravitationnelle », dans Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Supérieur, novembre 2009 [2^e éd.] (1^re éd. 2008), XII-741 p., 24 cm (ISBN 978-2-8041-0248-7, OCLC 632092205, BNF 42122945), p. 389 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[7] Michel Biezunski, Histoire de la physique moderne (monographie), Paris, La Découverte, coll. « Histoire des sciences », septembre 1993, 1^re éd., 239 p., 22 cm (ISBN 978-2-7071-2254-4, OCLC 299550504, BNF 35600028, présentation en ligne), chap. 7 (« L'unité retrouvée (1965-1990) »), § [8] (« Ondes gravitationnelles »), p. 127 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[8] Pierre Léna, Daniel Rouan, François Lebrun, François Mignard et Didier Pelat (avec la collaboration de Laurent Mugnier), L'observation en astrophysique (monographie), Les Ulis et Paris, EDP Sciences / CNRS Éditions, coll. « Savoirs actuels / Astrophysique », juin 2008, 3^e éd., XIII-742-[16], 23 cm (ISBN 2-86883-877-4, 978-2-86883-877-3, 2-271-06744-8 et 978-2-271-06744-9, OCLC 244475319, BNF 41287342, présentation en ligne), chap. 1 (« L'information en astrophysique »), sect. 1.1 (« Les porteurs de l'information »), § 1.1.4 (« Les ondes gravitationnelles »), p. 8 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[9] Jean-Pierre Luminet et Élisa Brune, Bonnes nouvelles des étoiles (monographie), Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », mai 2009, 332 p., 22 cm (ISBN 978-2-7381-2287-2, OCLC 470972888, BNF 41479909, présentation en ligne), « Les ondes gravitationnelles », p. 166 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[10] Didier Dangoisse, Daniel Hennequin et Véronique Zehnlé, Les lasers : cours et exercices corrigés (L3 physique, master physique et écoles d'ingénieur) (monographie), Paris, Dunod, coll. « Sciences sup / Cours », 2013, 3^e éd. (1^re éd. 1998), XXII-327 p., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-10-059050-6, OCLC 859755281, BNF 43653358, présentation en ligne), chap. 8 (« Quelques applications des lasers »), sect. 8.5 (« Cohérence »), § 8.5.1 (« Détection des ondes gravitationnelles »), p. 295 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[11] Pierre Binétruy, À la poursuite des ondes gravitationnelles (monographie), Paris, Dunod, coll. « Quai des sciences », 2015, 1^re éd., 255-[8], 15,5 × 24 cm (ISBN 978-2-10-072185-6, OCLC 913224105, BNF 44369000, présentation en ligne), « À la vitesse de la lumière », p. 116 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[12] Jean-Pierre Luminet, Illuminations : cosmos et esthétique (monographie), Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », 2011, 1^re éd., 487-[16], 24 cm (ISBN 978-2-7381-2562-0, OCLC 780211696, BNF 42279998), « Les vitesses en astrophysique », « Petit panorama des vitesses cosmiques », p. 63 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[13] Michael Hobson, George Efstathiou et Anthony Lasenby (traduit de l'anglais par Loïc Villain, révision scientifique de Richard Taillet), Relativité générale [« General relativity: an introduction for physicists »], Bruxelles, De Boeck Université, décembre 2009, 1^re éd., XX-554 p., 28 cm (ISBN 978-2-8041-0126-8, OCLC 690272413, BNF 42142174, présentation en ligne), chap. 18 (« Ondes gravitationnelles »), p. 490 [lire en ligne (page consultée le 16 février 2016)].

[14] (de) Albert Einstein, « Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation », Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), vol. part 1,‎ 22 juin 1916, p. 688-696 (Bibcode 1916SPAW.......688E, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).

[15] (de) Albert Einstein, « Über Gravitationswellen », Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), vol. part 1,‎ 31 janvier 1918, p. 154-167 (Bibcode 1918SPAW.......154E, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).

[16] (en) Dave Finley, « Einstein's gravity theory passes toughest test yet: bizarre binary star system pushes study of relativity to new limits » [html], Phys.orgPhys.org, 25 avril 2013 (consulté le 16 février 2016) .

[17] (en) Ron Cowen, « How astronomers saw gravitational waves from the Big Bang », Nature,‎ 17 mars 2014, news (DOI doi:10.1038/nature.2014.14885, lire en ligne [html], consulté le 15 février 2016).

[18] (en) R. Adam et al. (collaboration Planck), « Planck intermediate results : XXX.– The angular power spectrum of polarized dust emission at intermediate and high Galactic latitudes », Astronomy and Astrophysics, vol. 586,‎ février 2016, A133 (DOI doi:10.1051/0004-6361/201425034, Bibcode 2014arXiv1409.5738P, arXiv 1409.5738, résumé).

[19] (en) « Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO », SPIE Newsroom (consulté le 4 janvier 2016)

[20] (en) « LIGO Hanford’s H1 Achieves Two-Hour Full Lock », sur advancedligo.mit.edu, février 2015

[21] (en) « The Newest Search for Gravitational Waves has Begun », sur LIGO Caltech, 18 septembre 2015

[22] Adrian Cho, « Here’s the first person to spot those gravitational waves », Science,‎ 11 février 2016 (DOI 10.1126/science.aaf4039, lire en ligne)

[Nature12Jan16-23] (en) « Gravitational-wave rumours in overdrive », Nature,‎ 12 janvier 2016 (lire en ligne, consulté le 11 février 2016)

[DetectionScienceSummary-24] {a b c d e et f} (en) « Observation Of Gravitational Waves From A Binary Black Hole Merger », LIGO, 11 février 2016 (consulté le 11 février 2016)

[25] Cho, Adrian (11 février 2016).

[26] (en) Sarah Scoles, « LIGO’s First-Ever Detection of Gravitational Waves Opens a New Window on the Universe », sur wired.com, 11 février 2016 (consulté le 14 février 2016)

[Properties-27] {a b c d e f et g} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration scientifique LIGO et collaboration Virgo), « Properties of the binary black hole merger GW150914 », arXiv,‎ 11 février 2016 (Bibcode 2016arXiv160203840T, arXiv 1602.03840, lire en ligne [PDF], consulté le 15 février 2016).

[CBS2016-02-11-28] (en) W. Harwood, « Einstein was right: Scientists detect gravitational waves in breakthrough », sur CBS News, 11 février 2016 (consulté le 12 février 2016)

[29] (en) Nadia Drake, « Found! Gravitational Waves, or a Wrinkle in Spacetime », sur National Geographic News, 11 février 2016 (consulté le 13 février 2016)

[damour-30] {a et b} Hervé Morin, « Le plus important, c’est la preuve de l’existence de trous noirs », sur lemonde.fr, 11 février 2016 (consulté le 14 février 2016)

[31] Thibault Damour, Moment historique ! Émission spéciale sur les ondes gravitationnelles, La Tête au carré sur France Inter, 4 min 34 s, 12 février 2016

[PhysicsWorld-32] (en) « LIGO detects first ever gravitational waves – from two merging black holes », Physics World,‎ 11 février 2016 (lire en ligne, consulté le 12 février 2016)

[33] (en) Valerie Connaughton et al., « Fermi GBM Observations of LIGO Gravitational Wave event GW150914 », arXiv,‎ 11 février 2016 (arXiv 1602.03920)

[35] (en) V. Savchenko et al., « INTEGRAL upper limits on gamma-ray emission associated with the gravitational wave event GW150914 », The Astrophysical Journal Letters,‎ 12 février 2016 (arXiv 1602.04180)

[arXiv:1602.03868-36] « Swift follow-up of the Gravitational Wave source GW150914 », MNRAS Letters (submitted),‎ 11 février 2016 (arXiv 1602.03868)

[37] Loeb (2016).

[38] Ondes gravitationnelles : un trou noir binaire dans une étoile ?, futura-sciences.

[fermi_woo-39] (en) Marcus Woo, « LIGO’s black holes may have lived and died inside a huge star », New Scientist,‎ 16 février 2016 (lire en ligne, consulté le 18 février 2016)

[fermi_beall-40] (en) Abigail Beall, « Ligo’s black holes that helped prove Einstein’s theory of gravitational waves could have been born inside a massive star », Daily Mail,‎ 17 février 2016 (lire en ligne, consulté le 18 février 2016)

[antares-41] {a et b} (en) « ANTARES follow-up of Gravitational Wave event GW150914 detected by the Advanced LIGO interferometers on Sept. 14th, 2015 », sur antares.in2p3.fr, 11 février 2014 (consulté le 14 février 2016)

[LIGO-P1500271-42] {a et b} « High-energy Neutrino follow-up search of Gravitational Wave Event GW150914 with ANTARES and IceCube », LIGO, 12 février 2016 (consulté le 14 février 2016)

[BBC_11Feb16-43] (en) « Einstein's gravitational waves 'seen' from black holes », BBC News,‎ 11 février 2016 (lire en ligne)

[astrophysics-44] {a b c d et e} (en) B. P. Abbott et al., « Astrophysical implications of the binary black-hole merger GW150914 », The Astrophysical Journal Letters, vol. 818, n^o 2,‎ 11 février 2016, p. 15 (DOI 10.3847/2041-8205/818/2/L22, lire en ligne, consulté le 14 février 2016)

[45] (en) « LIGO Open Science Center », sur losc.ligo.org (DOI 10.7935/K5MW2F23, consulté le 14 février 2016)

[46] David Larousserie, « Ondes gravitationnelles : pourquoi ont-elles échappé à Nature ou Science ? », sur alasource.blog.lemonde.fr, 15 février 2016 (consulté le 16 février 2016)

[47] (en) Barry Barish, « New results on the Search for Gravitational Waves », sur cds.cern.ch, 11 février 2016 (consulté le 21 février 2016)

[tests-48] {a b et c} (en) Benjamin P. Abbott et al. (collaboration scientifique LIGO et collaboration Virgo), « Tests of general relativity with GW150914 » [« Tests de la relativité générale avec GW150914 »], arXiv,‎ 11 février 2016 (Bibcode 2016arXiv160203841T, arXiv 1602.03841, résumé, lire en ligne [PDF], consulté le 16 février 2016).

[BlackHoleRate-49] (en) B. P. Abbott et al., « The Rate of Binary Black Hole Mergers inferred from Advanced LIGO Observations surrounding GW150914 », LIGO Document Control Center,‎ 10 février 2016 (arXiv 1602.03842, lire en ligne)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[Note 1]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]