Decouverte des ondes gravitationnelles.

[MisterH]

Bonjour je viens de lire que LIGO aurait détecté directement les fameuses ondes prédites pas Enstein. Ces ondes auraient comme propriété de courbé l'espace comme une vague à la surface de l'eau. Tantôt rapprochant les distances, tantôt éloignant les distance.

Voici ma question: Est-ce que l'expansion de l'univers mesuré actuellement pourrait être justement le résultat d'une méga onde gravitationnelle qui justement traverse notre époque, du au big bang? Si cela est possible est-ce qu'une période de contraction pourrait suivre dans XX Milliards d'années?

Merci!
-----

[Deedee81]

Bonjour,

Bonjour je viens de lire que LIGO aurait détecté directement les fameuses ondes prédites pas Enstein. Ces ondes auraient comme propriété de courbé l'espace comme une vague à la surface de l'eau. Tantôt rapprochant les distances, tantôt éloignant les distance.

Si tu as des questions je te propose de voir l'actualité : http://forums.futura-sciences.com/co...lee-jeudi.html

Mais je ne ferme pas ce fil car ta question a plutôt à voir avec l'expansion qu'avec cette découverte :

Voici ma question: Est-ce que l'expansion de l'univers mesuré actuellement pourrait être justement le résultat d'une méga onde gravitationnelle qui justement traverse notre époque, du au big bang? Si cela est possible est-ce qu'une période de contraction pourrait suivre dans XX Milliards d'années?

C'est impossible. Une telle onde impliquerait une dilatation dans une direction privilégiée (perpendiculaire à la direction de propagation), et une contraction en même temps dans la direction perpendiculaire à la précédente et la direction de propagation (ce effet contraction et dilatation en même temps est une caractéristique des ondes gravitationnelles qui sont dites "quadrupolaires").

Et l'expansion observée est parfaitement isotrope (aux infimes fluctuations près observées dans le rayonnement fossile).

EDIT isotrope signifiant bien entendu : identique dans toutes les directions

[MisterH]

Merci Deedee81, je voyais plus les ondes gravitationnelles comme des ondes omnidirectionnelles dont nous sommes quelque part à l'intérieur. Un peu comme si nous étions à l'intérieur d'une bulle qui s'expend. La membrane de la bulle est la limite de l'univers qui n'est plus visible à cause de la rapidité virtuelle de l'expansion.

[stefpell]

Bonjour,

Petite question : Est-ce que l'expansion affecte aussi les ondes gravitationnelles ?

De ce que j'ai compris pour l'instant, l'expansion c'est l'aggradissement accéléré de la géométrie de l'espace, puis-je conclure que oui ?


Merci beaucoup pour vos interventions et votre travail formidable

Stef

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Petite question : Est-ce que l'expansion affecte aussi les ondes gravitationnelles ?
De ce que j'ai compris pour l'instant, l'expansion c'est l'aggradissement accéléré de la géométrie de l'espace, puis-je conclure que oui ?

La réponse est théoriquement oui. (le théoriquement je l'ajoute par prudence ).

Ce qui fait que les ondes gravitationnelles primordiales (début de l'univers) doivent être fortement décalées vers le rouge et très affaiblies. Il n'y a strictement aucune chance de les détecter directement. C'est pour ça que certains en cherchent la trace dans les fluctuations du rayonnement fossile (d'où la fameuse fausse découverte récente sur les modes B).

Et concernant la découverte qui vient d'être faite, ils doivent forcément tenir compte de ce redshift sur les ondes reçues puisqu'il s'agit d'une fusion de deux TN très éloigné (un milliard d'A.L. selon RTL, oui, je sais, comme source d'info, hein... Mais je n'ai pas encore eut le temps d'aller vérifier).

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
La découverte a été faite par Ligo. A priori Virgo n'a rien détecté. Pourquoi?

[Gilgamesh]

Bonjour,
La découverte a été faite par Ligo. A priori Virgo n'a rien détecté. Pourquoi?

Il est en phase d'upgrade pour améliorer sa sensibilité (x 10). Mise en route prévue fin 2016

https://lapp.in2p3.fr/spip.php?rubrique644

Le détecteur Virgo a atteint en 2011 une sensibilité inférieure à 10-18 m/sqrt(Hz) pour des fréquences supérieures à 50 Hz. Ce qui se traduit par une capacité à détecter des ondes gravitationnelles provenant de systèmes binaires d’étoiles à neutrons jusqu’à une distance de plus de 40 millions d’années-lumière.
En 2011, ayant atteint les limites de ce qu’il était possible de faire avec Virgo en tant qu’instrument de première génération, l’exploitation de l’instrument a été arrêtée afin de procéder à des modifications majeures pour augmenter significativement sa sensibilité. L’instrument amélioré, Advanced Virgo, est en cours d’installation et démarrera à l’automne 2016.

[Zefram Cochrane]

Merci pour la réponse.
Donc Virgo n'était pas opérationnelle.

Si Virgo l'avait été, on aurait pu procéder à une triangulation de la position des TN?

[Gilgamesh]

Merci pour la réponse.
Donc Virgo n'était pas opérationnelle.

Si Virgo l'avait été, on aurait pu procéder à une triangulation de la position des TN?

Oui, c'est l'idée. Dans le future "le" détecteur ce sera le réseau mondial d'antennes (les deux LIGO, Virgo, GEO600, le futur LIGO India, KAGRA au Japon...), seule possibilité pour trianguler correctement la source.

[dextroy]

Bonjour, le blog de M. Luminet est vraiment super : il nous fournit des ordres de grandeur pour nous faire mesurer… la démesure !
Par exemple, la vitesse des orbites de 2 trous noirs autour de leur centre de masse, peu de temps avant leur fusion, et quelle fusion !
ça a dû secouer pas mal dans les parages…
Et sinon, je me permets de retranscrire ici cette phrase de Luminet :

(…) si les premières ondes électromagnétiques n’ont pu émerger que 400 000 ans après le big bang, le rayonnement gravitationnel, lui, a été engendré 10–22 seconde après le big bang (…)

Sera-t-il possible de détecter ces ondes primordiales ?

[Gilgamesh]

Sera-t-il possible de détecter ces ondes primordiales ?

Oui, mais a priori ça serait par l'observation des décalage dans l'observation des pulsar milliseconde, avec le projet PPTA (Parkes Pulsar Timing Array)

article expliquant la démarche ici : http://arxiv.org/abs/0911.5206

Un papier expliquant les différentes méthodes de détection en fonction du spectre.

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1511/1511.00231.pdf

[Deedee81]

Oui, mais a priori ça serait par l'observation des décalage dans l'observation des pulsar milliseconde, avec le projet PPTA (Parkes Pulsar Timing Array)

Ah ! Merci pour cette info. Je pensais que c'était totalement hors de nos possibilités.

[Gilgamesh]

Oui, mais comme tu vois, c'est à la limite de la sensibilité du projet, et il faudrait peut être attendre la mise en service du Square Kilometre Array (SKA).

[Zefram Cochrane]

Quand un trou noir absorbe de la matière, il y a une émission de jet de rayons gamma.

Mais dans le cas de la fusion de deux trous noirs;l aucun jet ne doi être émis non?

[Deedee81]

Mais dans le cas de la fusion de deux trous noirs;l aucun jet ne doi être émis non?

Pour des TN tout nus, non. Mais vu qu'il y a toujours bien un disque d'accrétion, ceux-ci doivent être fortement perturbés et provoquer des émissions violentes.
J'ignore si cela a été simulé (c'est déjà difficile de simuler numérique la fusion de deux TN !)

[dextroy]

Afin de faire comprendre ce que c'est que des ondes gravitationnelles, la comparaison est souvent faite avec les ondes électromagnétiques.
Mais à part le mot "ondes", la similitude s'arrête là. La nature de ces deux types d'ondes est donc nettement différente.
Mais si les ondes électromagnétiques interagissent avec la matière, qu'en est-il des ondes gravitationnelles ?
Parlant des ondes gravitationnelles, Luminet nous rappelle que :

(…) La troisième différence fondamentale avec l’électromagnétisme réside dans leurs intensités relatives. (…)

L’intensité des ondes gravitationnelles est donc insignifiante par rapport aux ondes électromagnétiques.
Désolé pour cette vision anthropocentrée, mais si un vaisseau (encore lui) s'était trouvé à proximité immédiate de l'évènement qui vient d'être observé, on peut se demander ce que lui auraient "fait" l'équivalent de 3 masses solaires converties en ondes gravitationnelles en 1 seconde.
Rien du tout, à l'image de l'espace-temps dans lequel il se trouve ? Que l’espace-temps se dilate ou se contracte, qu’importe ?
Mais comme les trous noirs ne sont jamais “tout nus”… Les ondes électromagnétiques se seraient chargé d’effacer ce vaisseau sur leur passage…
C’était juste pour essayer d’imaginer ce que pouvaient “faire” des ondes gravitationnelles très énergétiques sur un vaisseau.
Configuration impossible apparemment, puisque ces ondes gravitationnelles, d’une part ne viennent jamais seules, elles sont toujours accompagnées d’ondes électromagnétiques, et que d’autre part, si 3 masses solaires converties en ondes gravitationnelles en 1 seconde parait énorme, c’est dérisoire par rapport à ce qui a dû être émis sous forme d’ondes électromagnétiques. Dommage !
Sérieusement, si il n’y avait eu que des ondes gravitationnelles, les occupants du vaisseau ne se seraient rendu compte de rien ?
Totalement inoffensives, même à cette énergie-là ?

[Zefram Cochrane]

J'ai une question
si le premier trou noir a une masse de 29Mo et l'autre de 36Mo comment en fusionnant, le TN pueut perdre 3 Mo ?

Comme rien ne peut sortir d'un TN, la fusion des 2 devrait donner 65Mo.

A quoi correspondent les 3Mo plus précisément?

[voicie]

Bonjour

Pour des TN tout nus, non.

La censure cosmique ou la singularité nue ?

L’existence de singularités nues aurais elle pour conséquence l’impossibilité d’une évolution déterministe de l’Univers dans l’état des connaissances actuelles.

Cela ne remettrais t'il pas en cause la relativité général ?

[Pfhoryan]

A quoi correspondent les 3Mo plus précisément?

À l'énergie émise sous forme d'ondes gravitationnelles

[Chanur]

Je me suis amusé à calculer : 3 Mo dissipés en moins d'une seconde ça fait 10⁴⁸ Watts !

[Zefram Cochrane]

Oui mais comment deux trous noirs qui ne peuvent émettre d'énergie séparément peuvent ils en perdre lorsqu'ils fusionnent?

[Gilgamesh]

Oui mais comment deux trous noirs qui ne peuvent émettre d'énergie séparément peuvent ils en perdre lorsqu'ils fusionnent?

Ils peuvent émettre des ondes gravitationnelles, précisément...

[Zefram Cochrane]

Oui, mais la masse du TN est théoriquement concentrée à l'intérieur de la sphère d'horizon du TN.

Donc, l'énergie émise sous forme d'OG ne peut provenir de la masse absorbée par les TN mais d'ailleurs. D'où?
Quel est le mécanisme à l'oeuvre?

[Gilgamesh]

Oui, mais la masse du TN est théoriquement concentrée à l'intérieur de la sphère d'horizon du TN.

Donc, l'énergie émise sous forme d'OG ne peut provenir de la masse absorbée par les TN mais d'ailleurs. D'où?
Quel est le mécanisme à l'oeuvre?

Ah, clairement il y a encore de la science à produire sur le sujet. Mais intuitivement, il faut raisonner sur les trous noirs comme sur des espèces de particules élémentaires géantes.

[sjmunoz]

Sans vouloir me montrer sceptique sur la nouvelle, je reste quand même très confus sur ce détail:

comment ont ils fait pour savoir que ces ondes gravitationnelles viennent de ces deux trous noirs avant leur collision.
Sachant qu'il y a tant de trous noirs dans l'univers, comment les deux lasers sont ils positionnés par rapport au deux trous noirs ?

Même avec un positionnement terrestre par rapport à un point de la galaxie je ne vois pas comment pointer sur un événement précis.
sachant que les telescopes les plus puissants ont une resolution assez grande pour capter des milliers de galaxies avec un optique de la taille d'un trou d'aiguille
il est aussi très possible que les ondes captées nous arrivent de plusieurs événements au lieu de un seul ?

[Gilgamesh]

Sans vouloir me montrer sceptique sur la nouvelle, je reste quand même très confus sur ce détail:

comment ont ils fait pour savoir que ces ondes gravitationnelles viennent de ces deux trous noirs avant leur collision.

On le déduit de la forme du signal (en amplitude et fréquence), en le comparant avec ce que donnent les simulations.

Sachant qu'il y a tant de trous noirs dans l'univers, comment les deux lasers sont ils positionnés par rapport au deux trous noirs ?Même avec un positionnement terrestre par rapport à un point de la galaxie je ne vois pas comment pointer sur un événement précis.

On ne pointe pas l'événement. Les antennes sont formée de deux branches fixes disposée en L, ce n'est pas un dispositifs que l'ont peut pointer vers une source. Simplement d'où que proviennent les ondes gravitationnelles, elles vont produire une très léger raccourcissement des bras du dispositif.

Avec une seul antennes, on peut seulement savoir que l'événement c'est produit, sans savoir où. Avec deux antennes on peut commencer une triangulation très approximatives, en se basant sur la différence de temps d'arrivée du signal (un peu comme le GPS) et ça désigne une source située dans la direction des nuages de Magellan (mais bien plus loin qu'eux), dans l'hémisphère sud.

sachant que les telescopes les plus puissants ont une resolution assez grande pour capter des milliers de galaxies avec un optique de la taille d'un trou d'aiguille

De quoi parle tu concernant ce qui est en gras ? L'optique des grands télescopes ce sont des miroirs de plusieurs mètre de diamètre, et ce n'est que comme ça qu'on peut accéder à une bonne résolution de la source.

[MisterH]

Bonjour. Je sais très bien que les plus de 1000 scientifiques affectés à cette recherche n'ont du vraiment rien laissé au hasard avant leur annonce. Rigueur oblige. Mais comme Thomas je veux voir le trou des clous . N'y a-t-il pas de phénomènes autres qui a pu produire les ondes captées?

La perte de masse des trous noirs me laisse sceptique quand on nous affirme que rien ne peut s'en échapper.

Les ondes ne seraient-elles pas du au réarrengement du champs gravitationnel qui est contraint d'en expulser une partie vu la fusion des 2 trous noirs et du volume plus contracté ? Un peu comme , pour faire ludique, deux bulles de savons qui fusionnent et qui ne peut résister à la pression interne et éclatent?

Je ne suis pas scientifique et j'essaie de comprendre. Excuser mes réflexions si elles vous horripiles.

Merci.

[sjmunoz]

De quoi parle tu concernant ce qui est en gras ? L'optique des grands télescopes ce sont des miroirs de plusieurs mètre de diamètre, et ce n'est que comme ça qu'on peut accéder à une bonne résolution de la source.

Je me suis mal expliqué, c'est plutôt par rapport aux pixels.

[sjmunoz]

On le déduit de la forme du signal (en amplitude et fréquence), en le comparant avec ce que donnent les simulations.

Mais les ondes reçus pourraient être les resultat de plusieurs evenements en un seul ?

[Nicophil]

Bonjour,

LIGO, c'est un (double) sismographe en fait ! Mais qui est sensible non pas aux tremblements de terre mais aux tremblements... d'éther.