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La collision du trou noir le plus puissant a été détectée par l’utilisation d’ondes gravitationnelles.

Aujourd’hui, à l’âge de l’univers, deux trous noirs se sont heurtés à la moitié de l’âge de l’univers. L’un d’eux avait une masse de 85 soleils et fusionné en une seule unité, équivalant à environ 150 masses solaires (masse de soleils).

Avec l’aide des ondes gravitationnelles, les astronomes ont pu retracer ce phénomène qui s’est produit il y a environ sept millions d’années. Si nous regardons l’étude de la zone du trou noir, il s’est avéré que c’est la collision la plus forte, la plus éloignée et la plus terrible jamais connue entre deux trous noirs. Ces résultats ont été publiés dans deux articles, l’un publié dans la Physical Review Letter et l’autre dans The Astrophysical Journal Letters, qui ont été révélés le 2 septembre.

L’incident a été retracé en mai et a été nommé GW190521. La détection de cet événement à grande échelle a été réalisée par le Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) aux États-Unis et l’observatoire VIRGO près de Pise en Italie.

Pour reprendre les termes du physicien théoricien Ilya Mendel de l’Université Monash, en Australie, il s’agit d’un phénomène “étonnamment inattendu”, qui confirme l’existence d’un trou noir de “masse intermédiaire”. Théoriquement, l’existence d’un trou noir de masse intermédiaire était déjà prédite, mais cette découverte a servi à la corroborer. En général, les trous noirs de masse intermédiaire ont une masse beaucoup plus grande que les étoiles comme le Soleil, mais ils ne sont pas aussi massifs que les «trous noirs supermassifs» trouvés au milieu des galaxies.

La distance à l’événement fusionné de GW190521 est estimée à 150 milliards de billions de son point de détection.

Comment ce phénomène pourrait-il être détecté à l’aide des ondes gravitationnelles?

Les ondes gravitationnelles ont été proposées par Albert Einstein dans le cadre de sa théorie de la relativité il y a un peu plus d’un siècle, qui compte parmi ses travaux les plus importants. Ces vagues font constamment des vagues dans l’univers. Chaque fois qu’un événement supermassif et subversif se produit dans l’espace, comme cela s’est produit lors de l’effondrement d’un trou noir, ces phénomènes génèrent des vagues ou des ondes dans le tissu spatio-temporel qui couvre tout l’univers. Selon la théorie d’Einstein, on peut imaginer l’univers comme un vaste tissu uni. Ce textile fait pour l’univers est fait de matrice spatio-temporelle à la place de coton ou autre fil faisant un tissu. Certains événements violents et à grande échelle se produisent dans l’univers, et peu importe quand ils se sont produits, mais ils continuent à faire des vagues dans le tissu de l’espace-temps. Ce sont des ondes gravitationnelles. Les détecteurs détectant les ondes gravitationnelles tels que LIGO et VIRGO peuvent détecter ces ondes, dont certaines se sont produites à des milliards et des billions de kilomètres d’ici et il y a plusieurs milliards d’années. À un moment donné, ces ondes progressives traversent ces détecteurs, grâce auxquels la reconnaissance de ces ondes est possible.

L’événement GW190521 a également donné lieu à des ondes gravitationnelles similaires dans le tissu spatio-temporel de l’univers il y a environ 70 millions d’années, qui ont été détectées par le détecteur LIGO-VIRGO. Après avoir reçu ces signaux, qui peuvent s’avérer extrêmement éphémères pour l’imagination des gens ordinaires – environ un dixième de seconde. Il a été suivi d’une analyse informatique et les astronomes ont pu parvenir à une conclusion.

Comment fonctionnent les détecteurs de gravité?

Le détecteur d’ondes gravitationnelles est constitué d’un faisceau laser divisé en deux trajets différents. Les lasers rebondissent entre les verres dans ces différents chemins, et deux masses lumineuses sont finalement envoyées vers un photodétecteur. Lorsqu’une onde gravitationnelle traverse le détecteur, elle perturbe toute la gestion. Il en résulte que le faisceau laser en déplacement présente une légère variation de sa longueur qui est détectée à travers le photodétecteur. Selon la théorie des ondes gravitationnelles, lorsqu’une telle onde traverse un lieu, elle le modifie légèrement en le réduisant ou en l’étalant légèrement. Un tel changement d’emplacement conduit à des longueurs différentes du faisceau laser.

Bien qu’Einstein ait prédit les ondes gravitationnelles il y a plus d’un siècle, elles ont été pratiquement détectées en 2015, conduisant à la fondation en 2017 du prix Nobel de physique par les fondateurs de LIGO.

La création de trous noirs est possible lorsque les étoiles commencent à mourir, ce qui signifie que lorsque les étoiles ont épuisé leur énergie atomique, elles subissent un effondrement du noyau explosif, qui aboutit finalement à un trou noir. Prenons-le. La physique des étoiles estime qu’il n’est pas possible de créer des trous noirs dans les étoiles avec des masses solaires comprises entre 65 et 120. C’est parce que les étoiles qui finissent dans cette gamme de masse peuvent se détruire et il ne reste plus rien pour former un trou noir.

Si cette hypothèse s’avère correcte, alors les 85 masses solaires calculées dans l’étude de la détection de courant peuvent s’avérer contradictoires. Il est également possible que cela ait été le résultat d’un incident avant la fusion du trou noir.

Commentant cela, le professeur Martin Hendry de l’Université de Glasgow, au Royaume-Uni a déclaré: “Ici, nous parlons d’une hiérarchie de fusions, qui peut être une voie possible pour créer des trous noirs encore plus grands. C’est possible. Alors, qui sait cela? C’est possible que ces trous noirs de 142 masses solaires aient fusionné avec un autre trou noir de très grande taille. Le chemin qui mène à ces trous noirs super-massifs dans le cadre d’un processus de fabrication peut être ce que nous pensons être au cœur des galaxies. ” Ses observations indiquent que leur évolution a également sa propre signification dans la manière dont l’univers se développe.

Cliquez sur le lien ci-dessous pour lire l’article original publié en anglais.

La collision de trous noirs la plus puissante détectée à l’aide d’ondes gravitationnelles

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