Comment entendre la fissure dans le tissu de l'univers express
La symphonie joue, mais une note fausse, à peine perceptible, s'est glissée dans la partition. C'est à peu près ainsi que les physiciens recherchent des écarts par rapport à la relativité générale dans les « sons » de l'Univers — les ondes gravitationnelles issues de la fusion de trous noirs. Ces ondes, telles des rides sur l'eau après qu'on y a jeté une pierre, se propagent à travers le tissu de l'espace-temps et parviennent aux détecteurs sur Terre.
Les auteurs de cette nouvelle étude ont construit un « entraîneur de fausses notes » : ils ont pris 173 événements réels du catalogue d'observations d'ondes gravitationnelles et en ont créé des copies exactes selon les équations d'Einstein. Ensuite, ils ont soigneusement introduit des distorsions dans ces copies — de minuscules décalages de phase qui pourraient survenir si la gravité était légèrement plus complexe que ce que nous pensons. Le résultat est un ensemble de signaux « purs » et « altérés » pour entraîner le réseau de neurones.
Cette approche a multiplié la sensibilité de classification par 33 par rapport à l'analyse classique des signaux nettoyés. Le réseau de neurones s'est entraîné sur ces portraits de différence et a trouvé des motifs à peine perceptibles — des signatures collectives d'écarts invisibles à l'œil et insaisissables par les méthodes statistiques simples. En fin de compte, l'algorithme a pu détecter de manière fiable les effets de la gravité massive — une théorie où les particules porteuses de la gravité ont une masse minuscule de l'ordre de 10⁻²³ électronvolts. Pour comparaison, c'est un trillion de trillions de fois plus léger qu'un neutrino.
La méthode ne se contente pas de chercher une aiguille dans une botte de foin — elle apprend à reconnaître la forme même de l'aiguille parmi les brins de paille, même si elle est légèrement tordue. Et un jour, cette oreille affinée aidera les physiciens à entendre cette fameuse fausse note dans la symphonie de l'univers.
La sensibilité des détecteurs aLIGO est telle qu'ils peuvent détecter un changement de longueur d'un bras de quatre kilomètres équivalent à un millième du diamètre d'un proton — c'est comme mesurer la distance jusqu'à l'étoile la plus proche avec une précision de l'épaisseur d'un cheveu humain.
L'idée d'une gravité « incorrecte » est exploitée dans le roman de Peter Watts, « Echopraxia » : là-bas, les ondes gravitationnelles transportent des informations provenant d'univers parallèles, et leurs distorsions sont la clé d'un contact.