Einstein en avait rêvé, Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S. Thorne l'on fait. Pour avoir prouver l'existence des ondes gravitationelles en 2015, ces trois Américains ont reçu le Nobel de physique, mardi 3 octobre.

En 1915, Albert Einstein avait évoqué l'existence de ces ondes dans le cadre de sa théorie de la relativité générale. Il en avait même fait une des pierres angulaires de son célèbre modèle scientifique, sans jamais pouvoir prouver leur existence. "Si on n’avait pas fini par observer les ondes gravitationnelles, la théorie de la relativité aurait été ébranlée”, note Benoît Mours, responsable scientifique de la collaboration Virgo pour la France (l’un des deux détecteurs qui ont permis d’observer ces ondes), contacté par France 24.

“Nouvelle fenêtre d’observation de l’univers”

La quête a duré car il n’est pas aisé de valider l’existence de quelque chose qui n’existe qu’à petite échelle dans l’infiniment petit. Ces ondes transportent les vibrations de l’espace-temps qui se matérialisent par des déplacements "d’un milliardième de milliardième de mètre sur une distance de quelques kilomètres", explique à France 24 Matteo Barsuglia, directeur de recherche du CNRS au laboratoire Astroparticule et cosmologie. Il aura fallu des décennies pour mettre au point les outils – les détecteurs américain Ligo et européen Virgo – suffisamment précis pour capter ces mouvements.

L’entêtement des scientifiques n’est pas seulement dû à la volonté de préserver l’héritage d’Albert Einstein. "La découverte des ondes gravitationnelles ouvre une nouvelle fenêtre à l’observation astronomique", assure Matteo Barsuglia. "C’est comme rajouter un nouveau sens aux astrophysiciens pour comprendre l’univers", rajoute Benoît Mours.

Il y avait l'ouïe, la vue, le toucher… et maintenant les ondes gravitationnelles. Pour un même phénomène comme une supernova (explosion d’étoile), "le télescope traditionnel capte les ondes électromagnétiques [essentiellement ce qui génère de la lumière, NDLR], tandis que les détecteurs (Ligo et Virgo) apportent des informations supplémentaires", explique Matteo Barsuglia. Ils sont essentiels à une compréhension plus fine des événements violents dans l’univers tels que la mort d’une étoile. Les ondes gravitationnelles sont, en effet, créées lorsqu’il y un choc, une collision ou un mouvement brusque. Un coup droit au tennis en génère, tout comme une explosion cosmique.

Trous noirs et Big Bang

Mais les détecteurs Virgo et Ligo vont plus loin. Ils permettent aussi d’observer des phénomènes échappant entièrement à l’œil d’un télescope… comme les trous noirs qui, par définition, ne produisent pas de lumière. C’est d’ailleurs la fusion entre deux trous noirs qui a permis, en septembre 2015, la première détection des ondes gravitationnelles.

Sans compter la mère de tous les chocs cosmologiques, le fameux le Big Bang. "On suppose qu’il reste un fond d’ondes gravitationnelles qui remonte aux tout premiers instants de la vie de l'Univers. Le découvrir constitue l’un des Graal de la cosmologie”, souligne Matteo Barsuglia. Benoît Mours acquiesce : "Cela permettrait de disposer de la photographie la plus ancienne du début de notre univers". Ce serait alors la preuvequ’à l’époque où le Big Bang est censé s’être produit, un choc violent a bien eu lieu dans l’espace.