Une détection d'ondes gravitationnelles, issues de la fusion de deux trous noirs à 1,3 millliard d'années-lumière, apporte la preuve la plus solide à ce jour pour des théories fondamentales d'Albert Einstein et de Stephen Hawking.
Grâce à des instruments du LIGO devenus incroyablement plus sensibles en une décennie, les scientifiques ont pu analyser cet événement cosmique avec un niveau de détail inimaginable auparavant.
Un chant cosmique d'une clarté inédite
L'événement, presque jumeau de la toute première détection historique de 2015, a généré un signal bien plus net. Cette qualité supérieure a permis aux chercheurs d'isoler un phénomène de « ringdown », sorte de vibration finale du nouveau trou noir juste après la fusion.
L'analyse de ces quelques millisecondes de « sonnerie » a confirmé une vieille prédiction. Les trous noirs sont des objets d'une simplicité déconcertante, entièrement définis par seulement deux caractéristiques, leur masse et leur rotation.
Comme le souligne Maximiliano Isi, astrophysicien ayant mené les analyses, « c'est la vue la plus claire à ce jour sur la nature des trous noirs ».
Le théorème de Hawking prouvé avec une quasi-certitude
Cette observation a également permis de tester le théorème de l'aire de Stephen Hawking. Celui-ci postule que la surface de l'horizon d'un trou noir - sa frontière sans retour - ne peut jamais diminuer.
La surface totale des deux trous noirs initiaux était d'environ 240 000 km², tandis que celle du trou noir final atteignait près de 400 000 km². La confiance dans ce résultat est passée de 95 % lors d'un test précédent à 99,999 %.
Ironiquement, Hawking lui-même s'était demandé si LIGO pourrait un jour vérifier son théorème. Il n'aura malheureusement pas vécu assez longtemps pour voir cette confirmation.
LIGO, une machine à chasser les trous noirs
Le réseau mondial LVK (LIGO, Virgo, KAGRA) détecte désormais en moyenne une fusion de trous noirs tous les trois jours. La sensibilité des détecteurs est telle qu'ils peuvent mesurer des distorsions de l'espace-temps 10 000 fois plus petites que la largeur d'un proton.
Cette avancée ne se contente pas de valider la relativité générale d'Einstein, elle ouvre la voie à des tests encore plus poussés sur la nature fondamentale de l'Univers, là où la physique quantique et la gravité se rencontrent.
Les prochaines années promettent encore plus de découvertes, avec des détecteurs qui s'annoncent dix fois plus performants.
