L'expansion de l'Univers amplifie les ondes gravitationnelles ✛
Dans les premiers instants après le Big Bang, le cosmos était rempli de plasma brûlant. En refroidissant, ce plasma subissait des transitions de phase — un peu comme la congélation de l'eau, mais à l'échelle cosmique. Des bulles de nouvelle phase naissaient, entraient en collision et créaient des ondes sonores de choc. Ces vibrations sonores, à leur tour, généraient des ondes gravitationnelles — des ondulations dans le tissu de l'espace lui-même. Jusqu'à présent, presque tous les calculs négligeaient un facteur important : l'Univers était alors en pleine expansion, ce qui devait fortement influencer le processus.
Pour vérifier cela, les scientifiques ont réalisé une simulation numérique — une simulation tridimensionnelle de la transition de phase dans une métrique en expansion, décrite pour la première fois par Georges Lemaître et Edwin Hubble. Il s'est avéré que l'expansion n'amortit pas les ondes gravitationnelles, mais au contraire les amplifie à des valeurs étonnantes — l'amplitude augmente de dizaines à des centaines de fois. Ces conclusions concernent directement le fonctionnement des interféromètres laser et des réseaux de chronométrage de pulsars, ainsi que les observations de radioastronomie. Il est possible que ce soient précisément les transitions de phase qui expliquent ces signaux mystérieux qui ne cadrent pas avec le modèle standard, enrichi grâce à Peter Higgs.
Si l'Univers ne s'étendait pas, l'écho gravitationnel de la transition de phase s'éteindrait progressivement, comme un son de cloche qui s'estompe. Mais l'expansion le transforme en un grondement croissant — comme si la cloche sonnait de plus en plus fort.
Dans le roman de Greg Egan « L'Échelle de Schild », des transitions de phase du vide sont décrites, capables de redessiner la réalité. Notre histoire n'est pas aussi catastrophique, mais elle montre que même une restructuration douce de l'espace lors de l'expansion produit une puissante poussée d'ondes gravitationnelles — l'écho d'une refonte cosmique.