Les trous noirs « pèsent » la vitesse d'expansion de l'Univers express

Original: "Mind the peak: improving cosmological constraints from GWTC-4.0 spectral sirens using semiparametric mass models"
arXiv:2601.03347v2 · 2026-01-06 · CC BY 4.0 · 1 min
Trois masses caractéristiques de trous noirs en fusion permettent de mesurer plus précisément la vitesse d'expansion de l'Univers.

Chaque fusion de trous noirs engendre des ondes gravitationnelles — une ondulation 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 une information sur la masse : la plupart des collisions se regroupent autour de trois valeurs — 10, 18 et 33 masses solaires.

Ces trois notes se sont révélées étonnamment stables et servent désormais de diapason cosmique.

L'expansion de l'Univers, découverte par Edwin Hubble, étire cette sonnerie, en abaissant le ton. 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 imposent désormais une note puissante dans l'orchestre. Plus nous enregistrons de fusions, plus le diapason universel sonne juste, et à l'avenir, il pourrait même nous permettre d'entendre le murmure de l'énergie sombre.

Le pic le plus léger — 10 masses solaires — naît de l'effondrement d'une étoile ordinaire. Quant aux trous noirs de 33 masses solaires, on les croyait rares, mais on en découvre de plus en plus, et ce sont eux qui donnent la note puissante dans la symphonie des fusions.

v = H_0 d
La vitesse à laquelle une galaxie s'éloigne (v) est liée à la distance (d) par la vitesse d'expansion de l'Univers (H₀). C'est précisément cette vitesse que les trous noirs ont permis d'affiner.
Scientifiques
Stephen HawkingJacob BekensteinAdam RiessBrian SchmidtEdwin HubbleGeorges Lemaître
Notions
spectroscopie des trous noirs paramètre de spin Monte Carlo hamiltonien paramètres cosmologiques estimation des paramètres des ondes gravitationnelles tension de Hubble trou noir central de la Voie lactée mesure de la constante de Hubble rayon gravitationnel