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Les cosmologistes ne peuvent s’accorder sur la vitesse à laquelle l’Univers se développe, car les deux méthodes qu’ils utilisent donnent des résultats différents. Une troisième méthode impliquant des ondes gravitationnelles semble plus prometteuse et pourrait les aider à sortir de cette impasse.

Utiliser les ondes gravitationnelles 

Les ondes gravitationnelles sont les ondulations minuscules dans l’espace-temps qui ont été découvertes en 2015 par l’observatoire d’interféromètre à laser Gravitationnel, mieux connu sous le nom de LIGO. Ils sont produits lorsque des objets gigantesques comme des trous noirs ou des étoiles à neutrons se fracassent.
Pour calculer la constante de Hubble, qui quantifie le taux d’expansion de l’Univers, les astronomes examinent souvent des objets très éloignés de l’Univers et recherchent deux informations à leur sujet. Ils doivent d’abord savoir à quelle distance ils se trouvent. Ensuite, ils ont besoin de connaître leur décalage vers le rouge, c’est-à-dire le degré avec lequel la lumière qui en provient a été étirée au fur et à mesure qu’elle traverse l’espace en expansion.
Les événements qui produisent des ondes gravitationnelles ne produisent pas toujours de la lumière, et même s’ils le font, il peut être difficile à repérer. Mais en 2017, les chercheurs de LIGO ont montré que si vous aviez de la chance et que vous tiriez la lumière de la fusion explosive qui a produit les ondes gravitationnelles, vous pouvez mesurer le décalage vers le rouge. Les caractéristiques de la détection d’onde gravitationnelle donnent la distance, de sorte que vous pouvez calculer la constante de Hubble.

La fusion de trous noirs

Maintenant, ils ont étendu leur travail aux fusions de trous noirs. Aucune lumière n’est émise par ces événements, mais il est toujours possible d’utiliser des catalogues de galaxies pour identifier l’endroit le plus probable d’où proviennent les ondes gravitationnelles. Vous utilisez ensuite le décalage vers le rouge de la galaxie pour calculer la constante de Hubble.
Les deux méthodes les plus classiques du calcul de la constante de Hubble consistent à examiner les supernovas ou le fond cosmique à hyperfréquences, souvent appelé le reflet du Big Bang. Celles-ci donnent des valeurs respectives de 82 ou 64 kilomètres par seconde par mégaparsec.
Il est possible que cet écart soit dû à des erreurs non reconnues dans les deux méthodes, mais certains chercheurs pensent qu’il s’agit d’une preuve de physique inconnue.
La nouvelle méthode par des ondes gravitationnelles est importante car elle est complètement indépendante des deux autres. Mais elle ne peut pas encore donner la réponse. Avec seulement dix détections avec lesquelles travailler, la plage de valeurs possibles s’étend sur une plage incluant les deux méthodes traditionnelles.

Une méthode qu’il faudra affinée

«Pour le moment, notre méthode est comme la Suisse, totalement neutre», déclare Patricia Schmidt de l’Université de Birmingham et membre du consortium LIGO. Mais au fur et à mesure que plus de détections seront effectuées, cette méthode produira un résultat toujours plus précis, permettant de calculer l’expansion de l’Univers.
Cette recherche a été pré-publiée dans arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay

Les ondes gravitationnelles pour résoudre l'expansion de l'UniversmartinEspace
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