Face au défi de capter des ondes gravitationnelles, « l’expérience a failli mourir plusieurs fois »


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Publié aujourd’hui à 01h19

De g. à dr., les Prix Nobel de physique 2017 Barry Barish, Kip Thorne et Rainer Weiss, à Stockholm, en décembre 2017.

« Nous l’avons fait ! » Ce 11 février 2016, à Washington, David Reitze savoure les applaudissements déclenchés par cette exclamation. Ils saluent un exploit attendu depuis un siècle, réalisé grâce à une vaste collaboration internationale de quelque mille physiciens.

Mais que ce fut long et difficile pour cette alliance baptisée LIGO/Virgo d’observer les premières ondes gravitationnelles sur Terre, ce signal extraterrestre qui fait vibrer l’espace-temps lorsque de grosses masses compactes, comme des trous noirs ou des étoiles à neutrons, se tournent autour à des vitesses folles.

« L’expérience a failli mourir plusieurs fois », constate sobrement Harry Collins, sociologue des sciences à l’université de Cardiff, plongé dans le domaine depuis les années 1970.

En fait cette « expérience » se compose de trois instruments, deux aux Etats-Unis pour former LIGO, dont David Reitze est le porte-parole, et un en Italie pour Virgo, collaboration franco-italienne à l’origine. Leurs histoires chaotiques sont très imbriquées et débutent dans les années 1970. « A ce moment-là, les astrophysiciens connaissaient mal la relativité générale. Ils étaient donc plutôt hostiles à cette communauté », rappelle Jean-Pierre Lasota, physicien, coauteur de Les Ondes gravitationnelles (Odile Jacob, 2018). Il est vrai, que, dans le ciel, personne n’avait encore vu d’objets si massifs que seule cette théorie pouvait décrire, comme les trous noirs ou les étoiles à neutrons. Dans Gravity’s Shadow (University of Chicago Press, 2004, non traduit), Harry Collins rappelle même que le terme « observatoire », le « O » de LIGO et Virgo, passait mal chez les astronomes. Le climat est aussi alourdi par les annonces de Joseph Weber qui, en 1969, prétend avoir détecté des ondes, sans que cela ne soit confirmé par d’autres.

Les ondes gravitationnelles, une déformation de l’espace-temps.

« On nous a traités de fous ! », se souvient Alain Brillet (médaille d’or du CNRS), à l’origine de Virgo avec son collègue italien Adalberto Giazotto (décédé en 2017, un mois après le prix Nobel célébrant la première détection des ondes gravitationnelles). « On y croyait mais ça a pris quarante ans pour le démontrer… »

Bruits parasites et mésentente

Tout commence aux Etats-Unis. Pour l’année scolaire 1968-1969, Rainer Weiss, physicien du MIT (Massachusetts Institute of Technology), futur colauréat du Nobel de 2017, prépare son premier cours de relativité générale qu’il découvre « un jour seulement avant ses étudiants », comme il l’explique pour les archives de Caltech, l’institut de technologie de Californie. C’est là qu’il a l’idée de mesurer précisément la variation de distance entre deux masses grâce à une mesure optique dite d’interférence. Il ignore à l’époque que des Russes, en 1962, ont aussi proposé cette idée. Ou même que Joseph Weber a, dans ses carnets, un schéma semblable.

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