vendredi 12 février 2016

11 février 2016 : annonce de l'observation d'une onde gravitationnelle.

C'était hier, et c'est assurément un événement exceptionnel que n'aura pas occulté la nomination, enfin,  de Jean-Vincent Placé au gouvernement.

Comme les journaux racontent n'importe quoi, je suis allé voir les publications à la source, et j'ai trouvé çahttp://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102 (c'est le  DOI) et ça vient de la Physical Review letters, par B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) Phys. Rev. Lett. 116, 061102 – Published 11 February 2016. 

Je vous mets tout ça parce que c'est obligatoire, sinon le ciel va me tomber sur la tête avec leurs licences en américain qu'on est censé comprendre.
Voila la petite traduction que j'ai faite de leur résumé, in italique, et mes commentaires :



Le 14 septembre 2015, à 9h 50 mn 45s en Temps Universel, les deux détecteurs de l’Observatoire d’Ondes Gravitationnelles par Interférométrie Laser ont observé simultanément le passage d’un signal d’une onde gravitationnelle.
Les 2 observatoires sont aux deux bouts des USA, en Louisiane et dans le Washington, on a donc pu mesurer la différence du temps d'arrivée des 2 signaux. Le mot "simultanément" est donc impropre.

Le signal s’étend de 35 à 350 Hz, avec un pic de déformation de l’onde gravitationnelle de 1.0 .10-21.
La précision est de 10-21, c'est fantastique d'avoir atteint cette précision, qui était nécessaire et recherchée. A noter qu'un atome a une taille de l'ordre de 10-9 . #jdcjdr

 Il correspond à la forme de l’onde prédite par la relativité générale dans le cas de la rotation en spirale et de la fusion d’une paire de trous noirs, et de la forme de l’unique trou noir résultant. Le signal a été observé avec un filtre adapté ayant un ratio signal-sur-bruit de 24 et un taux de fausse détection estimé à moins de 1 événement pour 203 000 ans, correspondant à pertinence plus grande que 5,1 s.

 s = écart-type. Avec ces calculs de précision, on peut avoir confiance dans le résultat!

 La source se situe à une distance mesurée par la luminosité de 410 +160-180 Mpc (Méga parsec) – (soit environ 1.3 milliard d’années-lumière), se caractérisant par un décalage vers le rouge de z = 0.09 +0.03-0.04.

Cette remarque vient de la loi de Hubble, selon laquelle la vitesse d'expansion est proportionnelle à la distance. Du coup, cette mesure  n'est pas très précise, comme la constante de Hubble.

Dans la trame source, les masses des trous noirs initiaux sont de 36 +5-4  et de 29 +4-4 masses du soleil, et la masse du trou noir résultant est de 62 +4-4 masse du soleil, avec 3.0 +0.5-0.5 masses du soleil fois le carré de la vitesse de la lumière émises en ondes gravitationnelles. 

Car E = mc2 , comme vous le savez. Cette énergie est tellement énorme qu'elle échappe à notre imagination.

Toutes les incertitudes donnent un intervalle de confiance de 90%. Ces observations démontrent l’existence d’un système binaire de trous noirs massiques. Ceci est la première détection directe d’ondes gravitationnelles et la première observation de la fusion d’un système binaire de trous noirs.

Dans le schéma, on peut voir que la mort des 2 trous noirs n'a duré qu'une demi-seconde, et qu'ils tournaient l'un autour de l'autre à une vitesse à peu près égale à la moitié de la vitesse de la lumière. Waouhhh. 
Figure 2


Il n'aura fallu que 99 ans, depuis le papier d'Einstein, pour qu'on puisse faire cette mesure.

Le 11 février a toujours été un grand jour.

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