Comment les trous noirs amplifient les ondes gravitationnelles express
Les ondes gravitationnelles — ce frémissement du cosmos provoqué par de lointains cataclysmes — sont si faibles que les capter revient à entendre un murmure dans un ouragan. Mais un trou noir peut les amplifier considérablement. Autour d'un trou noir en rotation peut se former un nuage de particules ultra-légères qui se comporte comme un atome géant : le trou noir en est le noyau, les particules un nuage d'électrons diffus.
Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse cet « atome », elle le force à libérer son énergie accumulée, telle une impulsion laser — une amplification par milliers. L'énergie provient de la rotation du trou noir lui-même : un effet prédit par Roger Penrose. Et le principe d'amplification, semblable à celui du laser, est l'œuvre de Charles Townes et de ses collègues, qui ont transposé l'idée quantique dans le monde de la gravitation.
Grâce à cela, les détecteurs existants, imaginés par Rainer Weiss, pourront capter des signaux qui se noyaient auparavant dans le bruit. Et ces particules sont peut-être cette fameuse matière noire, invisible à l'œil et qui ne rentre pas dans le modèle standard.
Les particules bosons ultra-légères peuvent être si légères que leur masse est comparable à celle du neutrino le plus léger connu, mais des milliards de fois plus petite que celle de l'électron.
Dans le roman de Carl Sagan « Contact », les héros cherchent un moyen d'amplifier un signal extraterrestre — alors qu'en réalité, les trous noirs le font tout seuls, sans notre aide.