Ondulations cosmiques : ce que nous dit le bourdonnement des trous noirs ✛ ✎

Dans l'Univers résonne en permanence un bourdonnement inaudible, semblable au bruit des voix dans un immense stade. Ce sont les ondes gravitationnelles — des ondulations de l'espace qui se propagent à la vitesse de la lumière depuis les lieux où d'énormes trous noirs entrent en collision au centre de galaxies lointaines. Ces trous noirs peuvent peser des milliards de soleils, et l'idée de leur existence remonte à Karl Schwarzschild. Autour d'eux, comme une charpente invisible, se trouve la matière noire, découverte par Vera Rubin, et les galaxies elles-mêmes s'éloignent depuis le Big Bang, comme l'a montré Edwin Hubble.

Les astronomes ont comparé des modèles informatiques de ce fond aux signaux réels captés pendant 15 ans par un réseau de radiotélescopes. Ils ont suivi des pulsars — des étoiles en rotation rapide dont les impulsions sont plus précises que des horloges atomiques. Il s'avère que les simulations ne diffèrent presque pas des observations : l'écart ne dépasse pas deux ou trois « sigmas » — une divergence qui s'explique facilement par le hasard. Et si l'on ajuste légèrement le modèle en supposant que les trous noirs de l'Univers primitif ont grandi cinq fois plus vite, la concordance devient parfaite. D'ailleurs, le plus puissant télescope, le télescope spatial Hubble, avait déjà laissé entrevoir une telle « enfance suralimentée » des trous noirs géants.

Désormais, le fond gravitationnel devient un nouvel outil : il permet de « peser » les trous noirs et de vérifier comment les galaxies ont grandi il y a des milliards d'années. À l'avenir, les scientifiques le combineront avec la spectroscopie — une méthode qui décompose la lumière des galaxies en couleurs — pour localiser plus précisément les paires de trous noirs en approche.