Un café bruyant. Vous essayez de saisir deux conversations discrètes : l'une vient d'une table près de la fenêtre (les fusions de trous noirs), l'autre est un murmure à peine perceptible dans un coin éloigné (les échos de la naissance de l'Univers). Mais tout est noyé par le grondement de la machine à café et le bruit de la rue (les vibrations des détecteurs). Une nouvelle étude apprend à un ordinateur à séparer ces sons.
Les auteurs ont créé un réseau de neurones à l'architecture particulière : un auto-encodeur multicouche à plusieurs « têtes ». Dans un premier temps, il apprend à distinguer le bourdonnement gravitationnel du bruit des détecteurs LIGO-Virgo-KAGRA. Ensuite, une méthode statistique entre en jeu : les chaînes de Markov (un algorithme qui explore les possibilités jusqu'à trouver la plus plausible). Elle décompose le signal nettoyé en deux composantes : les ondes provenant des fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons, et les ondes issues des processus de l'Univers jeune.
Lors d'un test à l'aveugle contre le pipeline standard pygwb, la nouvelle approche a déterminé avec plus de précision à la fois la force du signal et sa pente spectrale. Le résultat principal : elle a réussi à isoler le fond gravitationnel cosmologique (uniforme, comme un bruit blanc) à un niveau de 9,7×10⁻¹⁰, même lorsqu'il était masqué par un bourdonnement astrophysique plus fort. C'est comme entendre un murmure dans un café alors que quelqu'un parle fort à côté.
Ainsi, le café bruyant cesse d'être une gêne. L'ordinateur a appris non seulement à entendre les deux conversations, mais aussi à comprendre qui a dit quoi. Il ne reste plus qu'à attendre les données réelles – et peut-être entendrons-nous pour la première fois la voix de l'Univers le plus jeune.
Le fond d'ondes gravitationnelles provenant des fusions de trous noirs devrait, selon les calculs, ressembler au bruit de la mer : de nombreuses impulsions individuelles se fondent en un grondement continu. Le fond cosmologique, lui, est uniforme, comme un bruit blanc dans un casque.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, un signal venu de l'espace est d'abord pris pour du bruit avant qu'on n'y discerne un message. Ici aussi, on cherche un motif dans des fluctuations aléatoires – mais non pas d'une intelligence extraterrestre, plutôt de la trame même de l'espace-temps.