Il y a cent ans, Einstein a montré que la gravité courbe la lumière. Aujourd'hui, nous savons qu'il en va de même pour les ondes gravitationnelles — ces frissons de l'espace provoqués par la fusion de trous noirs. Si une onde passe près d'une galaxie, celle-ci agit comme une lentille gravitationnelle et crée des copies-échos. Les détecteurs LIGO, qui captent les courbures de l'espace-temps grâce à l'interférométrie laser et aux idées de Kip Thorne, enregistrent ces répliques.
Mais comment distinguer un écho de deux fusions indépendantes mais similaires ? Les scientifiques ont eu recours à l'apprentissage automatique : un réseau de neurones, entraîné sur des milliers de simulations numériques, compare non seulement la forme des ondes, mais aussi des paramètres cachés — les masses des trous noirs et la fréquence corrigée du décalage vers le rouge dû à l'expansion de l'Univers — doivent correspondre. La précision de la recherche est passée de 20 à 35 %.
Le plus surprenant : le signal-écho arrive souvent « à l'envers » — son onde est inversée. Le réseau de neurones détecte cette anomalie sans qu'on le lui ait appris. Un tel outil accélérera la chasse à la matière noire — cette colle invisible qui empêche les galaxies de se désagréger.
Les détecteurs LIGO sont si sensibles qu'ils perçoivent une variation de la longueur de leurs bras de quatre kilomètres inférieure à la taille d'un proton — comme si vous mesuriez la distance jusqu'à l'étoile la plus proche avec une précision de l'épaisseur d'un cheveu.