Les ondes gravitationnelles « modifiées » par la gravité pourraient expliquer l’accélération de l’expansion de l’univers

Les ondes gravitationnelles peuvent être causées par la collision de deux trous noirs (crédit : Maxwell Hamilton – Flickr, CC BY-SA 2.0)

L’un des plus grands mystères de l’univers réside dans le fait qu’il se développe de plus en plus vite, et personne ne sait ce qui pourrait être à l’origine de cette accélération. Diverses théories ont été proposées et, selon certaines d’entre elles, cette accélération dépend des changements dans la façon dont la gravité elle-même fonctionne à grande échelle, comme l’explique Jose María Ezquiaga, un chercheur de l’Institut Kavli de physique cosmologique de l’UChicago qui a mené une nouvelle étude publiée dans Examen physique D. Selon le chercheur, on pourrait découvrir l’existence de ces modifications de la gravité, si elles existent, en étudiant les ondes gravitationnelles.

Que sont les ondes gravitationnelles

Les ondes gravitationnelles peuvent être définies comme des ondulations dans le tissu de l’espace-temps. Les premières ondes gravitationnelles, déjà théorisées par Einstein au siècle dernier, n’ont été interceptées qu’en 2015 grâce à des observatoires spéciaux. Ils commencent à se propager lorsque deux objets de grande masse entrent en collision. Lorsque cela se produit, cela crée une sorte d’ondulation qui traverse l’espace-temps et porte avec elle diverses informations importantes sous forme de « signature ». Les ondes gravitationnelles peuvent être causées, par exemple, par la collision de deux trous noirs ou de deux étoiles à neutrons.

Les ondes gravitationnelles peuvent frapper un objet de grande masse…

Selon Ezquiaga et ses collègues, ces ondes gravitationnelles, une fois qu’elles ont quitté le point où cette collision s’est produite, pourraient heurter un trou noir ou un amas de galaxies supermassif sur leur chemin vers la Terre. À ce moment-là, la « signature » ondulante elle-même subit des changements. Et s’il y avait des niveaux de gravité différents de ceux qu’Einstein a théorisés en différents points de l’univers, cela pourrait peut-être être compris par cette signature très modifiée.

Ondes gravitationnelles avec « signatures » modifiées.

En fait, selon les deux chercheurs, la signature de l’onde gravitationnelle pourrait, en fonction de ce qu’elle rencontrerait, apporter un certain « écho », « une nouvelle façon de sonder des scénarios qui ne pouvaient être testés auparavant », comme l’explique Ezquiaga lui-même.
C’est un peu comme ce qui se passe avec la lumière normale lorsqu’elle est « déviée » par un objet de grande masse qui s’interpose entre nous et l’objet même qui a généré la lumière, un phénomène appelé « lentille gravitationnelle ».
Certainement un autre niveau de complexité dans un sujet, comme les ondes gravitationnelles, qui est déjà assez difficile à traiter.

À l’avenir, des centaines d’ondes gravitationnelles par an seront détectables

Selon l’explication d’Ezquiaga, les ondes gravitationnelles dans l’univers seraient assez courantes, bien que nous puissions en intercepter relativement peu avec les instruments dont nous disposons aujourd’hui.
Avec la prochaine mise à niveau de l’observatoire LIGO, une mise à niveau qui sera mise en œuvre pour rendre le détecteur encore plus sensible, il sera possible d’intercepter peut-être des centaines de personnes par an. Il serait ainsi plus probable d’en intercepter un avec une signature « modifiée », c’est-à-dire qui a traversé un objet de masse énorme.
Et cette onde gravitationnelle pourrait être analysée pour obtenir des indices et des données très intéressants sur la gravité de l’univers lui-même.

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