Les ondes gravitationnelles lorsque deux trous noirs dansent le tango

Plus d’un siècle après la parution de la théorie d’Albert Einstein sur la relativité générale qui décrit la gravitation, ses idées donnent encore du fil à retordre aux physiciens. Certaines des situations décrites par la théorie sont particulièrement difficiles à calculer. C’est le cas d’événements cosmiques extrêmes, comme la fusion de deux trous noirs après une danse de plusieurs tours l’un autour de l’autre. Leur masse (équivalente à plusieurs dizaines de fois celle du Soleil), leur proximité (quelques centaines de kilomètres seulement) et leur allure (proche de la vitesse de la lumière) font sortir les équations du régime tranquille de la Lune autour de la Terre.

Malgré le caractère invisible des trous noirs, d’où aucune lumière ne s’échappe, ce ballet funeste a été détecté sur Terre pour la première fois en 2015. L’énergie dissipée dans le mariage forcé ne part pas sous forme d’ondes électromagnétiques, mais sous forme d’ondes gravitationnelles, qui secouent l’espace-temps lui-même, à la manière d’un caillou faisant frisotter un étang quand il tombe sur l’eau. Sur Terre, ces ondes modifient les distances, comme l’ont observé des centaines de fois, depuis 2015, les détecteurs américains LIGO et européens Virgo grâce à des bras lasers très sensibles.

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