campagne d'observation

Un interprète qui sursaute au moindre bruit dans la salle transforme une réunion d'une heure en deux heures. C'est un peu ce qui se passait avec les détecteurs d'ondes gravitationnelles lors de l'analyse de signaux longs : chaque rotation de la Terre ajoutait des perturbations dans les calculs, et le traitement d'une fusion d'étoiles à…

Quelque part dans les profondeurs de la Voie lactée, des impulsions radio éclatent de temps en temps – rares, régulières, comme les battements d'un métronome lointain. Ces transitoires radio à longue période ont été découverts récemment et ont immédiatement laissé les astronomes perplexes.

Un immense bol d'eau. Jetez-y une pierre : des cercles se propagent à la surface. C'est à peu près ainsi que fonctionne le tissu de l'espace-temps : lorsque deux étoiles massives fusionnent, elles créent des ondulations — les ondes gravitationnelles.

Deux minuscules masses, chacune du poids d'un grain de sable, sont suspendues dans l'obscurité à une température plus froide que l'espace interstellaire. Elles ne se touchent pas, mais entre elles existe un fil invisible : la gravité.

En 2034, une fusée quitte le pas de tir avec une cargaison inhabituelle : deux sphères de la taille d'un gros globe terrestre, chacune pesant près d'une tonne. Aucun moteur, aucun appareil électronique. Seulement une surface miroitante composée de centaines de réflecteurs en coin — de minuscules prismes qui renvoient la lumière exactement d'où elle vient. C'est le futur diapason cosmique.

Le Soleil n'est pas qu'une boule de feu, c'est un orchestre colossal dont les cordes sont les filaments solaires — d'immenses arches de plasma dense qui flottent dans la couronne surchauffée. Ils frémissent, et chaque oscillation est une mélodie chiffrée des champs magnétiques.

Dans la quête des ondes gravitationnelles — ces ondulations de la courbure de l'espace-temps laissées par les trous noirs et les étoiles à neutrons — les détecteurs comme LIGO injectent dans leurs bras une lumière d'une puissance éblouissante.

Lorsqu'une galaxie lointaine nous envoie sa lumière, celle-ci s'affaiblit avec la distance — et c'est grâce à cet affaiblissement que l'on peut savoir à quelle distance elle se trouve.

Les détecteurs LIGO, Virgo et KAGRA fonctionnent comme des microphones géants à l'écoute des ondes gravitationnelles — les vibrations de l'espace lui-même.

Les ondes gravitationnelles sont les frémissements de l'espace lui-même, nés lors de la collision de trous noirs ou d'autres corps massifs.

L'espace-temps n'est pas un vide, mais une membrane élastique. Lorsque des étoiles à neutrons (des sphères ultra-denses de la taille d'une ville) ou des trous noirs entrent en collision, la membrane frémit : des ondes gravitationnelles la parcourent.

Quand des trous noirs entrent en collision, la trame même de la courbure de l'espace-temps frémit. Cette ondulation — les ondes gravitationnelles — est captée par des détecteurs, mais son déchiffrage a longtemps exigé des heures de simulations informatiques.

Un album contenant des centaines de photos de famille renferme de nombreuses histoires. Si l'on examine chaque cliché séparément, on pourrait facilement croire que l'oncle est un véritable géant : ce jour-là, il se tenait sur une marche plus haute que les autres. Mais en feuilletant tout l'album, on comprend vite que sa taille est tout à fait ordinaire, c'est juste que la marche apparaît sur quelques photos.

Après l'explosion d'une supernova, il reste une étoile à neutrons : une boule de matière incroyablement dense, de la taille d'une ville, qui tourne sur elle-même des centaines de fois par seconde. La moindre petite bosse à sa surface la ferait vaciller comme une toupie déséquilibrée, émettant un faible bourdonnement à travers le tissu de l'espace.

À l'observatoire radio indien de Gauribidanur, 32 antennes, semblables à de gigantesques antennes de télévision, écoutent le ciel. Elles captent les ondes radio des pulsars — des étoiles mortes qui tournent à une vitesse vertigineuse et clignotent comme des phares. Autrefois, les signaux de ces antennes étaient traités lentement et de manière peu pratique.

La nuit, quand la plupart des gens dorment, l'immense parabole du radiotélescope de Green Bank, en Virginie-Occidentale, continue d'écouter le ciel. En 24 186 heures — soit près de trois ans d'observation continue — elle a capté 50 pulsars et trois sursauts radio rapides.

Deux trous noirs tournent l'un autour de l'autre, et leur danse ne ressemble pas toujours à une valse régulière. Si les trous noirs tournent sur leur axe, leur orbite peut commencer à culbuter — comme une toupie qu'on pousse et qui penche sur le côté tout en continuant à tourner.

Bételgeuse est une étoile géante prête à exploser en supernova. Mais elle n'est probablement pas seule : une petite étoile compagne, Sivarkha, orbite tout près. Tous les 2000 jours, elle traverse les couches externes de Bételgeuse, telle une barque fendant l'eau, laissant des vagues de gaz incandescent.

Dans la taïga sibérienne se dressent une centaine de pièges à lumière — chacun de la taille d'une petite table, mais ensemble ils couvrent un kilomètre carré. La nuit, ces pièges scrutent le ciel et capturent de faibles éclairs de lumière qui naissent lorsque des particules cosmiques percutent l'atmosphère.