L'observation et l'analyse des ondes gravitationnelles pour étudier des événements cosmiques tels que les fusions de trous noirs.L'astronomie des ondes gravitationnelles est l'observation et l'analyse des ondulations de l'espace-temps, connues sous le nom d'ondes gravitationnelles, afin d'étudier des événements cosmiques qui n'émettent pas de lumière. Ces ondes sont produites par des objets massifs en accélération, tels que des trous noirs ou des étoiles à neutrons en fusion, et transportent des informations sur leurs origines que les observations électromagnétiques ne peuvent pas fournir. Ce domaine a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers, permettant aux scientifiques de sonder les phénomènes les plus violents et extrêmes, y compris les fusions de trous noirs, les supernovae et potentiellement l'univers primordial.
La première détection directe des ondes gravitationnelles a été annoncée en 2016 par les collaborations LIGO et Virgo, confirmant une prédiction faite par Albert Einstein en 1916. Cette détection, celle d'une fusion de trous noirs binaires, a marqué le début de l'astronomie des ondes gravitationnelles en tant que domaine pratique.
Les ondes gravitationnelles sont détectées à l'aide d'interféromètres extrêmement sensibles, tels que LIGO et Virgo, qui mesurent de minuscules variations de distance entre des miroirs causées par le passage des ondes. Lorsqu'une onde passe, elle étire et comprime l'espace-temps, modifiant le motif d'interférence de la lumière laser dans le détecteur. En analysant ces motifs, les scientifiques peuvent déduire les masses, les spins et les distances des sources, ainsi que tester les prédictions de la relativité générale.
L'astronomie des ondes gravitationnelles est utilisée pour étudier les populations de trous noirs et d'étoiles à neutrons, mesurer le taux d'expansion de l'univers et tester la physique fondamentale dans des conditions extrêmes.
Le premier signal d'onde gravitationnelle détecté, GW150914, a été produit par la fusion de deux trous noirs situés à environ 1,3 milliard d'années-lumière, et l'énergie libérée en une fraction de seconde était supérieure à la lumière combinée de toutes les étoiles de l'univers observable.
