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Les ondes gravitationnelles pourraient-elles nous révéler des cordes cosmiques ?

Crédits : Stanton University

Mesurant jusqu’à plusieurs milliards d’années-lumière, les cordes cosmiques sont des objets pour l’instant théoriques. Leur existence est déduite du mécanisme de brisure de symétrie associé au boson de Higgs dans le cadre des théories de Grande Unification. Selon deux chercheurs, elles pourraient signaler leur présence dans l’Univers par la capture d’ondes gravitationnelles.

En février dernier, des physiciens nous annonçaient l’une des découvertes scientifiques les plus excitantes de notre siècle – la première preuve directe de l’existence des ondes gravitationnelles, ces petites ondulations qui se développent après un événement majeur et cataclysmique dans l’Univers, comme la fusion de deux trous noirs, ou l’explosion d’une étoile massive. Comme vous le savez, cette annonce a fait l’effet d’une bombe dans le milieu scientifique. Et pour cause, la découverte pourrait totalement changer notre façon d’appréhender l’Univers.

À l’heure actuelle, plus on regarde loin dans le ciel nocturne, plus on remonte le temps. C’est un peu comme les archéologues et les géologues qui creusent les sols, ces derniers ayant compris que plus ils creusaient loin, plus ils remontaient dans l’histoire de la Terre. Pour l’univers, c’est pareil. Plus les scientifiques regardent loin dans l’espace, plus ils regardent loin dans le temps. Pourquoi ? Parce que la lumière ne se propage pas à une vitesse infinie. Mais cette affirmation se cramponne à une hypothèse : que la lumière que nous percevons n’a jamais rebondi sur quelque chose entre nous et son origine, d’où elle provient. L’Univers étant si vaste, et les éléments si dispersés, les interférences se font rares. Mais dans le très jeune Univers, avant que les atomes ne se forment, tout était beaucoup plus dense, et l’espace réduit. Par conséquent, les informations diffusées ont été perdues. C’est pourquoi il nous est aujourd’hui très difficile de voir au-delà du moment où toutes particules chargées se sont accordées pour créer les trois premiers éléments du tableau périodique. Mais avec les ondes gravitationnelles, c’est différent.

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En effet, les ondes gravitationnelles interagissent très peu avec la matière. Elles traversent sans problème les concentrations de masse. Ainsi, ces petites ondulations portent en elles des informations clés sur les événements qui les ont créés. De manière générale, les ondes gravitationnelles pourraient nous apporter des éléments sur ce qui a pu se passer dans les premiers instants du Big Bang, la lumière n’ayant pu circuler librement dans l’univers qu’à partir de 380.000 ans après le Big Bang. Mais nos petites vaguelettes pourraient aussi vérifier l’hypothèse de l’existence des cordes cosmiques…

Ces dernières, plus minces qu’un atome pourrait s’étirer sur de vastes distances à travers l’Univers, jusqu’à plusieurs milliards d’années-lumière. Si ces cordes cosmiques s’entortillent ou se cassent, alors elles pourraient émettre des sursauts d’ondes gravitationnelles.

Isabel Fernandez-Nunez et Oleg Bulashenko, physiciens à l’Université de Barcelone, ont imaginé une courbure de l’espace-temps, et ont ensuite calculé comment une onde gravitationnelle passerait à travers ce pli. Si nous pouvons trouver des petites ondes qui correspondent à ces calculs, nous pourrions alors avoir les preuves de l’existence d’une corde cosmique, suggèrent-ils. Seul problème, c’est que nous n’avons aujourd’hui pas encore la technologie pour mesurer de telles ondes. Trop tôt donc, sachant par ailleurs que les scientifiques sont toujours aussi partagés quant à la façon dont nous pourrions être en mesure de tirer le meilleur parti de cette découverte.

Le document des chercheurs est disponible sur le site arXiv.org en pré-impression. Il est d’ores et déjà étudié par des pairs.

Source :Sciencealert