nouveaux tests pour la relativité générale d'Einstein

Comme je trouve que le sujet sur la physique quantique commence quelque peu à faiblir, je me suis dit

qu'un nouveau sujet sur la relativité générale, pour changer, permettrait à certains de briller de tous leurs feux !

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/ondes-gravitationnelles-ondes-gravitationnelles-dizaines-collisions-trous-noirs-testent-relativite-generale-83969/#xtor=EPR-42-[HEBDO]-20201109-[ACTU-Ondes-gravitationnelles-:-des-dizaines-de-collisions-de-trous-noirs-testent-la-relativite-generale]

(Merci de ne pas frapper le messager...)

La courte animation décrit bien le décalage de phase des deux rayons lasers lié à la modification de la longueur d'au moins l'un des deux en raison de l'onde gravitationnelle qui déforme l'espace-temps.

Il manque la figure d'interférence sur l'écran de droite.

Bonne intervention Pratika !

Bonjour,

sur ce sujet je viens de lire trois livres intéressants. Je les conseille. Si quelqu'un souhaite les lire je préviens : ils sont très redondants, le sujet étant évidemment le même. Me demanderez-vous peut-être pourquoi je les ai lus, ces trois livres. Et bien car ils proposent d'aborder le sujet des ondes gravitationnelles avec chacun un niveau de complexité différent.

Celui de Thibault  DAMOUR est une introduction facile au sujet, une ouverture très courte (70 pages environ) pour un sujet très vaste. Celui de Matteo BARSUGLIA développe plus longuement le sujet (200 pages environ), toujours à un niveau très abordable, qu'il s’agisse de relativité restreinte et générale ou des explications sur l'interféromètre de Michelson et ses avatars géants que sont LIGO et Virgo. Le livre de Pierre SPAGNOU (215 pages environ) quant à lui est plus difficile d'accès pour un parfait béotien. Il explique plus avant la relativité restreinte et générale, avec les géodésiques de l'espace-temps, la maximisation du temps propre entre deux points, la métrique de Minkowski, etc. Ce dernier livre est donc un peu plus difficile d'accès mais reste abordable dans son discours pour qui a déjà lu quelques introductions à l'astrophysique des trous noirs et des ondes gravitationnelles. 

Précision : aucun de ces livres ne contient d'équations, ou alors très succinctement dans le livre de Pierre SPAGNOU. C'est une gageure aussi rassurante pour beaucoup qu'incongrue pour certains.

Précision bis : DAMOUR et BARSUGLIA sont des astrophysiciens reconnus par leurs pairs dans le domaines des ondes gravitationnelles. SPAGNOU n'est pas astrophysicien mais ingénieur enseignant, ce qui en dit trop peu mais comme à ce stade je suis convaincu que la plupart d'entre vous auront abandonné la lecture d'un post trop long je ne culpabilise aucunement de n'en pas dire plus. Les autres iront voir Google. 

Bien cordialement,

Jean

Merci  @Jean-EB

Nous avons ... beaucoup ... énormement... besoin de propositions de lectures... structurées ... sur notre forum.

Depuis 2015, je regarde d'assez loin ce nouveau domaine d'astronomie gravitationnelle qui semble plus prometteur que le développement de l'observation des neutrinos.

J'attends la mise en place d'eLISA dans le programme cosmic Vision de l'ESA

https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_Cosmic_Vision

Mais ma vraie frustration spatiale sera de mourir sans voir un homme sur mars ni même avoir pu voir des hommes sur la lune.

Est-ce que des nouveaux moyens d'observation on tirera des conclusions sur les modèles théoriques ?

Autant des technologies ont décollé autant tout ce qui concerne la conquête spatiale et les théories cadres de la physique me laissent un goût de piétinement 

Ce qu'exprime finalement cet article 

Bonjour,

Il y a 15 heures, Jean-EB a dit :

Précision : aucun de ces livres ne contient d'équations, ou alors très succinctement dans le livre de Pierre SPAGNOU. C'est une gageure aussi rassurante pour beaucoup qu'incongrue pour certains.

Tu soulèves là le dilemme de la vulgarisation, bien connu des éditeurs: une formule de plus, 5000 lecteurs en moins. Il m'est arrivé, sur ce point, de ressortir très déçu de la lecture d'ouvrages par ailleurs passionnants.

Il est vrai aussi que la relativité fait appel à des outils mathématiques de très haut niveau, totalement inaccessibles au lecteur ordinaire. Mais même dans un domaine aussi difficile, il est possible de présenter sur des sujets bien délimités des développements compréhensibles pour un lycéen; un bon exemple en avait  été donné lors de l'édition d'un ouvrage (désormais ancien) de cosmologie édité par le Bureau International des Poids et Mesures.

Les éditions du CNRS publient  d'excellent ouvrages, dans tous les domaines.

https://www.cnrseditions.fr/

Une bonne manière de suivre l'actualité scientifique est de recevoir le Journal du CNRS

https://lejournal.cnrs.fr/

Tu as donné de bonnes suggestions de lecture.

Ondes gravitationnelles : quelles applications ?

il y a 38 minutes, unjour a dit :

Ondes gravitationnelles : quelles applications ?

Directement aucune

Mais les ondes gravitationnelles n'étant pas stoppées par la matière comme les ondes électromagnétiques, elles peuvent permettre des découvertes observationnelles nouvelles.

Le cas peut-être le plus spectaculaire est issu justement de la collision de trous noirs...

Que veux tu voir quand un trou noir inobservable rencontre un trou noir inobservable ?

Des ondes gravitationnelles...qui nous renseignent par exemple sur leur masse qu'on compare à celles que la théorie décrit 

Les statistiques qu'on va accumuler vont nous renseigner sur leur vitesse de rotation aussi

Renseignements aussi sur les binaires d'étoiles à neutrons qui fusionnent notamment les sursauts gamma

Il y a des modèles à confirmer infirmer concernant des étoiles de quarks étranges ou même d'un état superfluide de neutrons

Les détecteurs eLISA seront plus sensibles aux basses fréquences, il y aura d'autres types d'évènements observables pour challenger les modèles 

On va pouvoir croiser ces données avec celles existantes pour l'étude des pulsars

Et comme tu l'as vu, on challenge les prévisions de la relativité qui est objet de sous théories concernant le laplacien Einstein Hilbert

Ou plus modestement en affinant les ordres de grandeur pour le graviton qui est une pierre manquante de la physique du modèle standard pour ne pas integrer ...la gravité 

Ou encore on espère tester des théories de cosmologie comme le modèle d'inflation qui a du induire des mouvements dans le plasma originel de l'univers, des ondes gravitationnelles primordiales qui ont imprimé sur le fonds diffus cosmologique des signaux polarisés de micro ondes qu'il s'agit de mettre en perspective 

Bref...voir et analyser de nouvelles données pour challenger les modèles actuels 

zenalpha, vous avez le temps d'attendre un peu pour le projet eLISA. 

Et les théories en physique, les théories scientifiques en général, vous savez comme moi que pour en changer, ou même pour les compléter, il faut accumuler de sérieuses raisons, de celles qui expliquent mieux les observations par exemple. 

Je ne peux pas répondre à votre question portant sur les conclusions théoriques que l'on pourrait tirer des nouveaux moyens d'observation. Je n'ai pas les compétences pour ça. Je sais simplement que l'astrophysique multi-messager (électromagnétisme et ondes gravitationnelles) "excite" beaucoup la communautés des astrophysiciens. 

Jean

il y a une heure, unjour a dit :

Ondes gravitationnelles : quelles applications ?

 

C'est-à-dire ?

il y a une heure, Hérisson_ a dit :

Bonjour,

Tu soulèves là le dilemme de la vulgarisation, bien connu des éditeurs: une formule de plus, 5000 lecteurs en moins. Il m'est arrivé, sur ce point, de ressortir très déçu de la lecture d'ouvrages par ailleurs passionnants.

Il est vrai aussi que la relativité fait appel à des outils mathématiques de très haut niveau, totalement inaccessibles au lecteur ordinaire. Mais même dans un domaine aussi difficile, il est possible de présenter sur des sujets bien délimités des développements compréhensibles pour un lycéen; un bon exemple en avait  été donné lors de l'édition d'un ouvrage (désormais ancien) de cosmologie édité par le Bureau International des Poids et Mesures.

Je suis d'accord avec vous. Il faut adapter le discours au public. Rien n'empêche de mettre le pied du béotien dans l'étrier du savoir en épargnant à celui qui ignore tout d'un sujet un formalisme mathématique qui lui fera fermer l'ouvrage et, peut-être, renoncer définitivement à connaître un domaine.

Au fil de l'accumulation graduelle des connaissances, suivant ainsi une propédeutique nécessaire, celui qui souhaite poursuivre dans l’acquisition du savoir n'aura que l’embarras du choix pour accéder à une complexité croissante. Les manuels universitaires, les publications scientifiques, les MOOC pour tous les niveaux, les diverses formations sont légions. 

Jean

Le document immédiatement le plus parlant est certainement le diagramme des systèmes binaires récemment détectés:

qui figure dans la nouvelle édition du catalogue LIGO-Virgo de sources d’ondes gravitationnelles:

https://in2p3.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/nouvelle-edition-du-catalogue-ligo-virgo-suite-run-o3

Le CNRS présente un ensemble d'archives concernant l'expérience Virgo

https://phototheque.cnrs.fr/index.php?idPageWeb=95&afficher=publication&afficherParNew=vignette&asPageNew=1&nouvelleRecherchePhoto=1&afficherVignetteDuSujet=271&pageSujet=1&id_theme=0

Le laboratoire Astroparticule et Cosmologie de l'Université de Paris a aussi mis en ligne un article concernant la découverte d'une nouvelle population de trous noirs:

http://www.apc.univ-paris7.fr/APC_CS/fr/virgo-et-ligo-revelent-de-nouvelles-et-inattendues-populations-de-trous-noirs

Au passage, la consultation du portail du site paraît très intéressante:

http://www.apc.univ-paris7.fr/APC_CS/

Au sujet de la localisation des sources:

Cette animation montre la localisation sur la sphère céleste de chacune des détections LIGO-Virgo incluses dans le catalogue O3a. Chaque localisation -- figurée par les régions ombrées sur la carte du ciel -- est basée sur les informations fournies par les trois détecteurs du réseau. En haut à gauche, on trouve le jour et l'heure (en temps universel, "UTC") où le signal d'onde gravitationnelle est arrivé sur Terre, l'identifiant unique de l'événement et le temps (en milliards d'années, "Gyr" en anglais) mis par l'onde gravitationnelle pour arriver sur Terre depuis l'endroit où elle a été émise dans l'Univers. Plus la région ombrée est petite et mieux la source du signal a été localisée. Déterminer avec précision sa position dans le ciel est une étape cruciale pour permettre les recherches de contreparties, optique ou en neutrinos. 
Crédits : Giuseppe Greco / LIGO / Virgo

https://www.virgo-gw.eu/#news_gwtc2

Un document sonore datant de fin septembre, relatif à la formation de

Trous noirs intermédiaires, ni trop petits ni trop gros

https://www.franceculture.fr/emissions/la-methode-scientifique/la-methode-scientifique-emission-du-mardi-29-septembre-2020