On s’en doutait un peu…

Mais la preuve vient être détectée !
 
Il y a un peu plus de 110 ans, Albert Einstein rendait publique la forme finale de sa théorie de la relativité générale. Dans les années qui suivirent, il commença à explorer l’idée que le « tissu élastique » de l’espace-temps courbe de sa théorie permettait l’existence d’ondes gravitationnelles. Des décennies plus tard, des chercheurs ont contribué fortement à faire naître l’astronomie gravitationnelle qui, comme l’astronomie avec des ondes électromagnétiques, permet de découvrir les propriétés des astres à travers leur gravité et de tester de nouvelles théories physiques.
 
On peut ainsi et en particulier, avec des ondes gravitationnelles, tester la théorie des trous noirs et des extensions de la théorie de la relativité générale. On en voit un nouvel exemple avec un article publié dans la célèbre revue Nature et dont une version existe en accès libre sur arXiv, qui fait état d’une découverte faite en étudiant la forme des ondes gravitationnelles de la source GW250114 (GW pour gravitational wave, onde gravitationnelle en anglais, et 250114 pour la date de l’observation, le 14 janvier 2025).
 
Dix ans après la détection historique d’ondes gravitationnelles par Ligo, les détecteurs améliorés de l’observatoire lui ont permis d’« entendre » une puissante collision céleste de deux trous noirs avec une clarté sans précédent.
Les données sur les ondes gravitationnelles ont permis aux scientifiques de distinguer de multiples sons subtils, résonnant comme une cloche cosmique à travers l’Univers.
Dans le cas présent, c’est la mise en évidence, juste au-dessus de l’horizon des événements des trous noirs de Kerr en rotation de l’effet Lense-Thirring (frame-dragging en anglais), un phénomène prédit par la théorie de la relativité générale et qui, en fait, est détectable autour d’objets en rotation et pas seulement autour des trous noirs de Kerr.
On a donc une preuve scientifique de la prédiction théorique !
 
Des astronomes de la collaboration Ligo-Virgo-Kagra auront donc détecté l’ultime information accessible lors de la collision de deux trous noirs, juste avant que l’objet résultant ne franchisse l’horizon des événements pour disparaître à jamais.
Les « trouveurs » ont présenté leurs récentes découvertes et ont expliqué comment ils sont parvenus à décoder un signal d’ondes gravitationnelles pour enfin extraire cette information de l’horizon des événements.
 
Les trous noirs comptent parmi les objets les plus mystérieux de l’Univers, mais ils ne sont pas toujours silencieux. Lorsque deux trous noirs sont suffisamment proches l’un de l’autre, ils spiralent l’un vers l’autre pour finalement entrer en collision dans une explosion colossale, fusionnant pour former un trou noir unique et plus massif.
Et au cours de ce processus, ils émettent des ondes gravitationnelles, des ondulations du tissu de l’espace-temps qui nous parviennent jusqu’ici sur Terre.
Ces ondes modifient la distance entre votre nez et votre oreille, mais dans une mesure bien inférieure à la taille d’un seul atome !
D’où des détecteurs ultra sensibles aux dimensions kilométriques.
 
Or, la fusion de trous noirs la plus « bruyante » jamais enregistrée a été détectée l’année dernière. Connue sous le nom de GW250114, cette collision cataclysmique a permis d’observer avec une clarté exceptionnelle le trou noir nouvellement formé, révélant des signatures subtiles liées à son horizon des événements.
En étudiant GW250114 il a été possible de décoder une partie du signal jusqu’alors cachée : L’onde dite « directe ».
Celle-ci révèle comment les trous noirs en rotation entraînent l’espace-temps lui-même dans leur mouvement.
 
Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, des phénomènes étranges se produisent dans cette opération de fusion. La théorie prédit qu’un trou noir en rotation ne reste pas simplement immobile dans l’espace : Il provoque un phénomène appelé « entraînement du référentiel » (frame dragging), par lequel l’espace-temps entourant le trou noir est entraîné dans sa rotation.
Ainsi, à proximité immédiate de l’horizon du trou noir, il est impossible pour quoi que ce soit de rester immobile. C’est comparable à un tourbillon : Tout objet s’approchant trop près est contraint de tourner avec l’ensemble. Et autour d’un trou noir en rotation c’est l’espace-temps lui-même qui est entrainé.
 
L’horizon des événements d’un trou noir n’est d’ailleurs pas une surface physique, comme celle d’une planète ou d’une étoile. Il s’agit d’une frontière au sein de l’espace-temps.
Et la relativité générale prédit que cette frontière possède des propriétés mesurables, notamment sa vitesse de rotation et l’intensité de la gravité en ce point.
De plus l’existence de l’onde directe est prédite par la théorie, mais elle n’avait jamais été détectée jusqu’à présent.
Et justement c’est cette onde qui nous permet d’étudier la vitesse de rotation du nouveau trou noir, ainsi que l’intensité de la gravité à la surface de l’horizon des événements.
 
L’événement GW250114 a offert une occasion idéale de rechercher ce phénomène en raison de son signal particulièrement puissant. Toutefois, la composante correspondant à l’onde directe est noyée parmi d’autres ondes générées par les deux trous noirs initiaux alors qu’ils tourbillonnaient l’un vers l’autre avant d’entrer en collision.
Les travaux des « trouveurs » ont donc nécessité de nouvelles techniques pour la mettre en évidence, en isolant soigneusement cette caractéristique des parties les plus intenses du signal d’ondes gravitationnelles.
 
Depuis des décennies, l’horizon des événements occupe une place centrale en physique théorique, mais il est difficile d’obtenir des informations directes provenant de ses abords immédiats. Il est ardu d’observer la lumière s’approchant aussi près d’un trou noir. Les ondes gravitationnelles constituent donc le seul moyen d’accès. Or, les ondes directes représentent précisément la partie du signal qui se rapproche le plus de l’horizon.
 
Pour comprendre l’univers dans lequel nous vivons, nous disposons de deux grandes théories physiques : La relativité générale, qui décrit la gravité et l’espace-temps à grande échelle, et la mécanique quantique, qui décrit la matière et l’énergie aux échelles les plus infimes.
Ces deux théories connaissent un succès extraordinaire et sous-tendent des technologies telles que le GPS, les semi-conducteurs, les lasers et les ordinateurs quantiques en plein essor.
Pourtant, à un niveau fondamental, elles ne sont pas totalement compatibles.
Or, les trous noirs constituent l’un des lieux où ce conflit pourrait se manifester.
Près de l’horizon des événements, la gravité est extrême, et les questions relatives à l’espace-temps, à l'information et à la physique quantique deviennent incontournables.
C’est en étudiant les trous noirs grâce aux ondes gravitationnelles, que les scientifiques pourraient découvrir des failles dans nos théories actuelles et trouver des indices menant à une théorie plus approfondie.
Et il en est d’ailleurs une, découverte à faire, assez étonnante…
 
Ainsi des physiciens viennent de montrer, calculs à l’appui, qu’une information pourrait remonter le temps plus facilement qu’elle ne le descend.
Un résultat aussi vertigineux que contre-intuitif.
Dans Interstellar, le film de Christopher Nolan, un message venu du futur traverse le temps pour sauver l’humanité, transmis par une anomalie gravitationnelle codée en binaire.
Depuis, une équipe menée par un physicien au Massachusetts Institute of Technology (MIT), s’est emparée du problème avec sérieux, cherchant à transformer cette idée en protocole physique rigoureux.
Ses travaux, publiés dans la revue Physical Review Letters, suggèrent que, sous certaines conditions, transmettre une information vers le passé serait non seulement concevable, mais plus efficace que l’inverse.
 
Le scénario du film s’appuie sur un pilier de la relativité : La dilatation du temps.
À très grande vitesse ou dans un champ gravitationnel intense, le temps s’écoule plus lentement. Pour le héros du film, quelques heures près d’un trou noir équivalent à des années sur Terre, un décalage qui lui permet de communiquer avec sa fille à différents moments de sa vie.
 
Pour de nombreux physiciens, l’idée n’a rien d’absurde. La relativité générale autorise l’existence de boucles temporelles fermées, ces « courbes fermées de type temps » (CTC) où la trajectoire d’un objet le ramène dans son propre passé.
De son côté, la mécanique quantique offre un autre outil déconcertant : L’intrication, ce lien mystérieux par lequel le changement d’état d’une particule se répercute instantanément sur une autre, quelle que soit la distance.
Sur le papier, deux particules intriquées pourraient ainsi voir une information corrélée entre le futur de l’une et le passé de l’autre, tel un écho à rebours.
 
Certains chercheurs voient même dans cette hypersensibilité non pas une influence instantanée, mais le fruit de messages voyageant du futur vers le passé.
Construire une véritable CTC en tordant l’espace-temps réclamerait une énergie démesurée, mais on peut en imiter les effets.
Ainsi on a pu déjà démontrer qu’il était possible de simuler une telle boucle en renvoyant un photon intriqué quelques nanosecondes en arrière dans un circuit quantique.
L’équipe a depuis franchi un cap : Au lieu de se limiter à modéliser ces boucles, elle a cherché à y faire circuler un véritable message, à la manière du héros d’Interstellar. L’approche consiste à traiter la CTC non comme un tunnel imaginaire, mais comme un canal de communication ordinaire, semblable à une ligne téléphonique ou une fibre optique, à ceci près qu'il déboucherait dans le passé.
 
Le verdict des calculs surprend. Pour un canal CTC bruité, c’est-à-dire l’équivalent quantique d’une ligne parasitée, il s’avère en un sens plus simple et plus efficace de transmettre une information vers le passé que vers le futur. Dans un canal parfaitement silencieux, les deux sens sont strictement équivalents : Le message arrive intact quelle que soit la direction.
Mais dès qu’on introduit du bruit, l’équilibre se rompt, et le trajet vers le passé peut se révéler le plus avantageux. Un peu comme si, dans une rue bondée, une ruelle improbable devenait soudain le raccourci le plus évident.
 
Le « trouveur » et ses collègues ne sont pas encore en mesure d’expédier un SMS en 1998, d’ailleurs, je ne l’ai pas reçu – si je me souviens bien – et poursuivent leurs recherches pour mieux cerner et reproduire ce phénomène, tant qu’ils ont les budgets et subventions conséquentes.
Mais leurs travaux ébranlent déjà une intuition tenace : Le chemin le plus naturel pour une information ne suit peut-être pas toujours le cours du temps.
Alors avec nos « trouveurs » décodant les « bruits & sons » de GW250114 dont les champs de gravité tourbillonnent dans le cosmos, tout peut devenir possible.
Car on ne sait même pas si les 2 trous noirs nommés GW250114 pour n’être plus qu’un seul tournaient ou non dans le même sens et selon la même inclinaison axiale…
 
Bref, soyez tout de même attentifs à vos courriels et autres SMS, mêmes ceux venus d’expéditeurs inconnus : C’est peut-être un message de l’avenir qui serait passé par une confluence d’ondes gravitationnelles dansant un menuet ou une valse…
(« Menuet-Vals », ça me rappelle un « ex-premier-sinistre » gauloisien, ça, mais c’est sûrement dans une autre rubrique de ce blog…)
 
Bon début de semaine à toutes et tous !
 
I³
 
Pour mémoire (n’en déplaise à « Pal-Poux-tine ») : LE PRÉSENT BILLET A ENCORE ÉTÉ RÉDIGÉ PAR UNE PERSONNE « NON RUSSE » ET MIS EN LIGNE PAR UN MÉDIA DE MASSE « NON RUSSE », REMPLISSANT DONC LES FONCTIONS D’UN AGENT « NON RUSSE » !
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весlь позор!
Pétition · Renommez la rue de l’ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny - France · Change.org