Les trous noirs « pèsent » la vitesse d'expansion de l'Univers express
Chaque fusion de trous noirs engendre des ondes gravitationnelles — des ondulations dans le tissu de l'Univers — prédites par Einstein et détectées pour la première fois grâce à la contribution clé de Kip Thorne. Comme des coups portés à une cloche géante, elles portent des informations sur la masse : la plupart des collisions se regroupent autour de trois valeurs — 10, 18 et 33 masses solaires.
L'expansion de l'Univers, découverte par Edwin Hubble, étire cette sonnerie, en abaissant les tons. En mesurant le décalage sur 137 signaux, les scientifiques ont calculé le rythme de l'expansion : environ 58 kilomètres par seconde pour 3 millions d'années-lumière (mégaparsec) — avec une précision supérieure de 21 % aux méthodes précédentes. La grande surprise : les trous noirs de 33 masses solaires étaient autrefois une exception, mais ils jouent maintenant une note forte dans l'orchestre. Plus nous enregistrons de fusions, plus le diapason universel sonne clair, et à l'avenir, il pourrait même nous permettre d'entendre le murmure de l'énergie sombre.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.03347v2
Gravitational wave spectral sirens can provide cosmological constraints by using the shape of the binary black hole (BBH) mass distribution (MD). However, the precision and accuracy of these constraints depends critically on the capturing all the MD features. In this work, we analyze 137 BBH events from the latest GWTC-4.0 with a novel data-driven semiparametric approach based on \textsc{Bspline} that adaptively places knots around the most informative structures in the MD, while keeping the dimensionality of the parameter space moderate. Our flexible models resolve three distinct peaks at $$\sim10$$, $$18$$, and $$33\,\mathrm{M}_\odot$$ and are statistically preferred over standard parametric models, with Bayes factors up to 226. Because these features are correlated with $$H_0$$, the semiparametric model yields, under different prior assumptions, 12%-21% improvement in the precision of $$H_0$$ relative to parametric models, providing $$H_0 = 57.8^{+21.9}_{-20.6}\,\mathrm{km/s/Mpc}$$ in the best case. Our results demonstrate that capturing the full complexity of the BBH mass distribution is essential for realizing the cosmological potential of spectral sirens as gravitational wave catalogs continue to grow.
Le pic le plus léger — 10 masses solaires — naît de l'effondrement d'une étoile ordinaire. Quant aux trous noirs de 33 masses solaires, ils étaient considérés comme des raretés, mais on en trouve de plus en plus, et ce sont eux qui donnent la note puissante dans la symphonie des fusions.