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Accueil du site > Tribune Libre > Des ondes gravitationnelles ? non, un tsunami

Des ondes gravitationnelles ? non, un tsunami

En 2016, les chercheurs du LIGO annoncent avoir détecté directement des ondes gravitationnelles à partir de la collision de deux trous noirs, le 14 septembre 2015, annonce confirmée le 11 février 2016 lors d'une conférence de la National Science Foundation à Washington. 

Selon Einstein, les ondes gravitationnelles seraient des oscillations de la courbure de l'espace-temps. Dans Wikipedia on peut lire ceci : “de la même façon que les ondes électromagnétiques sont produites par les particules chargées accélérées, les ondes gravitationnelles sont produites par des masses accélérées.” 

La déformation de l’espace temps qui est une autre façon de désigner les champs gravitationnels, est donc due à la présences d’objets célestes massifs répartis dans l’univers. Ces objets célestes se meuvent à des vitesses ridiculement faibles au regard de la vitesse de la lumière. Si les ondes gravitationnelles se déplaçaient à la vitesse de la lumière, je pense qu’il serait impossible de détecter de telles ondes seulement produites par de simple déplacement des masses. La preuve, cela n’a jamais été fait.

En revanche, si on imagine qu’un objet massif considérable et lointain disparaissait abruptement, un peu à l’envers du Big Bang, alors la déformation qu’engendrait (à l’imparfait) cet objet disparaitrait tout aussi abruptement : cela ne se serait pas perceptible instantanément sur Terre, mais ne serait observable que dans un délai dû à la vitesse non infinie de propagation de ladite déformation. Et cette déformation ne serait pas une oscillation mais un changement d’état : c’est-ce que j’appelle un tsunami gravitationnel.

De la même façon, un Big Bang serait susceptible d’engendrer un tel tsunami.

Pour créer une onde gravitationnelle, il faudrait un objet massif capable d’apparaître ex nihilo puis de disparaître tout aussi brutalement et de manière cyclique.


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35 réactions à cet article    


  • sarcastelle 12 février 14:23

    Ouh la la...


    Si vous voulez de l’onde gravitationnelle entretenue, patientez jusqu’à ce qu’on sache déceler celles qui proviennent de corps massifs doubles en orbite serrée, comme par exemple les pulsars doubles. 

    Cela dit, j’illustrerai la faiblesse des onde gravitationnelles émises par des corps usuels en allant chercher une valeur numérique dans l’ouvrage Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, éditions John Wiley, 1983. 

    Soit une barre d’acier cylindrique homogène de 100 tonnes et longue de 20 mètres, tournant autour d’un axe traversant son centre de gravité et perpendiculaire à l’axe longitudinal de la barre. 
    Elle tourne à une vitesse angulaire de 30 radians/seconde (limite de rupture). Ses extrémités subissent ainsi une accélération de 9000 mètres par seconde carrée. 

    La puissance rayonnée vaut environ 10 exposant moins 30 watt. 

    Ah, ce n’est pas lourd ! 

    • Aristoto Aristoto 12 février 14:45

      A un milliards d’année lumière ce ne sont pas d’hypothétique trou noir ( faut arreter de nommer toute source de rayonnement cosmique non connu un trou noir...heuuuuu enfin de compte ce terme lui sied pas mal, on est vraiment le noir complet à ce sujet) mais une apocalypse alien conclusion d’une guerre de titan entre divinité cosmique qui est l’origine de ce ...léger virevoltent du tissu de notre espace temps. Ou alors création d’un univers parallèle de secours.

      Trou noir ???? J4aimerai bien en voir un tient.

      Bon maintenant que le film est lancé et ligo mis en orbite vous allez voir que TOUTE les détection se feront à des milliards d’année lumière et comme pour le cas des quasars nous enterrerons touts ces petits lièvres embarrassant et sans réponse dans leur petit terriers.


      • Taverne Taverne 12 février 15:32

        @Aristoto

        J’aimerais comprendre comment peut se créer un trou dans un vide sidéral. Un vide c’est du rien : du rien creusé dans du rien, c’est quoi ? Si quelqu’un peut me le dire, Albert n’étant plus là (paix à son âme !)


      • sarcastelle 12 février 16:13
        C’est long à expliquer...

      • Gasty Gasty 12 février 17:03

        @Taverne

        Salut Taverne,

        Le vide ne veut pas dire « rien », sinon toutes les théories en seraient réduites à néant. Tu voudrais pas qu’une chose pareil arrive ?

        En fait c’est simple à comprendre, c’est comme pour une bouteille de vin vide sur une table, il y a quand même de l’air à l’intérieur et une table dessous.


      • Taverne Taverne 12 février 17:09

        @Gasty

        Salut Gasty, tu sais adapter ton langage à celui de ton interlocuteur. En l’occurrence en langage de taverne. Merci. Allez, j’offre la tournée !


      • Le p'tit Charles Le p’tit Charles 12 février 17:17

        @Taverne...peut être que le vide n’est en fait pas aussi vide qu’on le croit, puis qu’on y trouve de la matière dans l’infiniment petit...Ce n’est pas parce que l’on croit voir du vide, qu’il existe réellement.. ?


      • JL JL 12 février 17:54

        Je crois qu’un bonne métaphore c’est la comptabilité qui nous l’offre : l’univers que nous connaissons c’est l’actif, et ce que nous ne voyons pas, c’est le passif. 


        D’ailleurs c’est un peu comme ça que le voient les économistes libéraux. 

         :- ;

      • La mouche du coche La mouche du coche 12 février 19:16

        Après la discussion sur l’oignon, les athées se disputent maintenant sur les trous noirs. il ne faut plus dire « discuter du sexe des anges » mais « discuter des ondes gravitationnelles »


      • sarcastelle 12 février 19:19

        @La couche du moche

        .
        J’espère que vous interviendrez encore sur ce sujet. 

      • Zip_N Zip_N 12 février 19:06

        Si il y en avait pas eu comment auriez vous vu l’univers ? la gravitation est surement un muscle il est normal qu’il y ai des ondes !?


        • JL JL 13 février 09:20

          @Zip_N
           

          je n’ai pas doit que les ondes gravitationnelles n’existaient pas. Au contraire, je pense qu’elles existent. Je pense que ce qui a été observé est à une onde gravitationnelle ce qu’un tsunami est à une onde de marée : un truc énorme et accidentel.

        • kalagan75 13 février 11:35

          @taverne : il n’existe aucun vide en tant que tel puisque ce vide est en fait un « morceau d’espace-temps » qui doit d’ailleurs être constamment traversé par des particules, ondes ...


          • Layly Victor Layly Victor 13 février 13:39

            La comparaison entre les ondes gravitationnelles et les ondes électromagnétiques qui est faite couramment ne me paraît pas opportune. Il s’agit en fait de deux phénomènes complètement différents dans leur essence même.

            Les ondes électromagnétiques se propagent grâce à la « polarisation du vide » ou, en d’autres termes, au courant de déplacement imaginé par Maxwell. Ce concept audacieux permet de relier l’apparition d’un champ magnétique lié à la variation de l’induction électrique, y compris dans le vide, ce qui sous entend que ce même vide est susceptible de subir une induction.
            Cette loi a permis à Maxwell de montrer que la vitesse de la lumière est la même que celle de toutes les ondes électromagnétiques (dans le vide). Et elle a permis ensuite à Einstein de montrer pourquoi la vitesse de la lumière est une constante universelle, invariante sous les transformations de la relativité restreinte (changement de repère galiléen).
            Mais ceci entretient la confusion avec les ondes gravitationnelles. Dans la conception de la relativité générale, à mon avis et suivant ma compréhension qui peut être erronée, l’espace n’existe qu’en fonction des objets massifs qui le composent. La présence de ces objets massifs déforme l’espace. C’est l’objet des équations de la relativité générale. D’après les spécialistes, ces équations sont compatibles avec la propagation de telles déformations sous forme d’ondes (une onde est une perturbation de faible amplitude qui se propage, à la différence d’une discontinuité brutale de forte amplitude que l’auteur compare à un tsunami).
            Pour s’en convaincre, il faut se farcir les équations de la relativité générale et vérifier que de telles solutions existent, ce que je n’ai pas encore eu le courage et le temps de faire, et donc je fais confiance aux spécialistes. C’est de telles ondes qui auraient enfin été détectées, après plusieurs décennies d’efforts infructueux.

            Merci à l’auteur pour cet effort courageux et pour les problèmes soulevés. 

            • JL JL 13 février 15:05

              @Layly Victor bonjour,

               
              je ne sais trop comment interpréter votre commentaire : du courage, il ne m’en a guère fallu pour écrire ça ; quant aux problèmes soulevés qu’on ne peut guère attribuer à ce modeste billet, pourriez vous en dire un peu plus, svp ?

              Plus précisément, quand vous dites ’’de telles ondes qui ont été détectées’’ vous parlez de quoi ? De ce que je compare ici à un tsunami, ou bien de ce que l’on compare aux ondes électromagnétiques ?

              Votre com laisse entendre que pour vous, il y a ondes et ondes : je compare volontiers les ondes gravitationnelles, non pas à des ondes électromagnétiques mais à des ondes de marées lesquelles, hormis les mascarets, ne sont pas des vagues. 

              Dans un plan d’eau sans vent ni perturbateurs, il n’y a ni vagues ni ondes. D’ailleurs, l’onde des poètes c’est toujours de l’eau vive, n’est-ce pas ?




            • Layly Victor Layly Victor 13 février 20:28

              Il me semble que j’étais clair : je parlais des ondes gravitationnelles prévues par les équations de la relativité générale, et que l’on aurait enfin détectées après des décennies d’efforts.

              Ce que je voulais simplement faire remarquer, c’est la comparaison abusive avec les ondes électromagnétiques qui est faite par les journalistes, alors qu’elles sont d’une nature très différente.
              La définition communément admise d’une onde, c’est une perturbation de faible amplitude qui se propage sans changer les propriétés du milieu, à la différence d’une discontinuité ou d’une onde de choc. A part cette propriété mathématique commune, il y a une multitude de types d’ondes : les ondes acoustiques, en particulier les ondes sonores, les ondes sismiques, les ondes électromagnétiques, les ondes « de gravitation » qui n’ont rien à voir avec les ondes gravitationnelles mais sont les perturbations qui se propagent à la surface d’un fluide dans un sillage, par exemple.
              Il y a aussi, en mécanique des fluides, des ondes « solitaires », c’est à dire ne comprenant qu’une seule vague : ce sont les mascarets.

              L’annonce qui a été faite, c’est bien la détection d’ondes gravitationnelles prévues par la théorie.

              Je ne suis pas intervenu pour faire le malin, ni pour vous contrarier, mais pour tenter d’apporter quelques précisions et pour saluer votre article. La Science demande une modestie extrême et des efforts considérables pour préciser chaque notion, et cette abnégation est très mal vue dans un monde de blabla et de conclusions hâtives.

              Mais si ça dérange, je me retire volontiers de la discussion

              • popov 14 février 04:48

                @JL

                 
                Pour créer une onde gravitationnelle, il faudrait un objet massif capable d’apparaître ex nihilo puis de disparaître tout aussi brutalement et de manière cyclique.
                 
                Pourquoi ?
                 
                Quand vous jetez une pierre dans une flaque d’eau, vous obtenez des ondes concentriques (des ronds dans l’eau) et pourtant la source de ces ondes n’est pas un phénomène cyclique.
                 
                Pour faire vibrer une corde d’un instrument de musique, vous avez le choix :
                 
                Soit vous la percutez en un point (corde de piano), soit vous déplacez une petite région de la corde puis vous la lâchez (corde de guitare). 
                 
                Dans le premier cas, la condition initiale est une quantité de mouvement, dans l’autre, un déplacement, tous deux des phénomènes non périodiques.
                 
                Prenons l’exemple de la corde de guitare.
                 
                Au départ vous imposez un déplacement. La corde prend la forme d’un « triangle ». Cette forme peut s’analyser comme une somme de toutes les ondes ayant des fréquences auxquelles la corde peut vibrer (fréquences propres), chacune de ces onde partielles intervenant dans la somme avec une amplitude calculable (analyse de Fourier). À cause des frottements dans l’air les vibrations à fréquences élevées s’atténuent plus rapidement que celles à fréquences plus basses. Après un certain temps, il ne reste pratiquement que la fréquence fondamentale (la plus basse).
                 
                On arrive aux mêmes conclusions dans le cas d’une percussion, mais c’est plus difficile à expliquer sans équations.

                • JL JL 14 février 09:06

                  @ Layly Victor,

                   
                  D’une part, personne n’est jamais exclu d’un débat s’il y participe positivement ; d’autre part, votre intervention est positive et bienvenue ; j’en redemande.
                   
                  La question que je pose ici c’est : est-ce que ce tsunami comme je l’ai appelé se manifeste par des oscillations entretenues dans le temps, ou pas. Dans l’affirmative, les questions qui me viennent à l’esprit sont : quelle période, quelle longueur d’onde et /ou quelle vitesse de propagation ? Et combien de temps a duré cet éventuel train d’ondes observé ?
                   
                  Deuxième question : Est-ce que je dis une bêtise si j’affirme que le train d’ondes associé à l’événement perturbateur - lequel, s’il est accidentel n’est donc pas périodique - pourrait être représenté par une transformée de Fourier ?

                  Ps. Vous aurez compris que, AMHA, les ondes gravitationnelles ne sont pas la manifestation de la gravité établie associée aux masses non accélérées, sauf à considérer que l’onde gravitationnelle est de période quasi-infinie aka de fréquence quasi-fréquence nulle, et de vitesse de propagation finie cela va sans dire ; égale à la vitesse de la lumière, c’est à voir.
                   
                   




                • JL JL 14 février 09:15

                  @popov, 

                   
                  Wikipedia dit : ’’La production efficace d’ondes gravitationnelles demande de très grandes masses et de très grandes accélérations.’’ 
                   
                  Là je dois avouer que l’adjectif efficace me laisse dubitatif ; il n’est pas de moi, je ne suis pas l’auteur de ces définitions, cela va sans dire. 
                   
                  Pour répondre à votre question, je l’ai (l’adjectif) pour ma part utilisé dans le sens suivant : capable de produire une manifestation suffisamment importante pour être détectée à une si grande distance, par nos instruments terrestres. 
                   
                  Ceci dit, je pense que la création quasi instantanée ex-nihilo de masse (cf. Le Big Bang) et l’anéantissement brutal sont des sortes d’accélération - dans toutes les directions -, capables de générer une onde (des ondes gravitationnelles ?) que j’ai appelée ici tsunami, faute de connaitre les réponses aux questions posées ci-dessus, à savoir : quelles fréquence, longueur d’onde, vitesse, et durée dans le temps du phénomène observable ?

                • popov 14 février 09:56

                  @JL


                  Vous avez déjà vu une masse créée ex nihilo ? 
                   
                  Quand une masse apparaît, c’est qu’il y a de l’énergie disponible. Cette énergie elle-même produit de la gravitation. Donc quand de l’énergie se transforme en masse ou l’inverse, il n’y a pas de changement dans le champ de gravitation.

                • JL JL 14 février 10:33

                  @popov, 

                   
                  ’’Donc quand de l’énergie se transforme en masse ou l’inverse, il n’y a pas de changement dans le champ de gravitation.’’
                   
                  Penons le cas du Big Bang : qu’y avait-il avant ? Sûrement pas la même répartition des champs gravitationnels : A l’instant du Big Bang, les compteurs ont été remis à zéro, localement
                   
                  Tout ce qu’on peut dire c’est que la quantité de mouvement avant comme après dans l’univers du Big Bang, était, est demeurée et demeurera nulle et invariante ; mais ceci est probablement hors sujet.
                   
                  Pour revenir à votre remarque précédente au sujet des ondes engendrées par un accident, je crois que j’ai répondu dans mon com de 09:06, par une question qui n’en est pas une, relative à la Transformée de Fourier.



                • JL JL 14 février 13:00

                  @popov,


                  vous dites : ’’Donc quand de l’énergie se transforme en masse ou l’inverse, il n’y a pas de changement dans le champ de gravitation.’’

                  Est-ce que vous avez remarqué qu’une accélération c’est une transformation d’énergie, notamment en mass (e=mc^2) ?

                • JL JL 14 février 13:06

                  errata adressée à popov : 


                  non pas e =c^2 mais

                  m = m0 sur racine de 1 moins v^2 sur c^2 

                  (La cosse d’aller chercher les caractères spéciaux).

                • popov 14 février 13:13

                  @JL 

                   
                  Zakharov a démontré que les équations d’Einstein admettent comme solution un type d’onde particulière appellée soliton. C’est peut-être ce qui ressemble le plus à votre idée de tsunami. 
                   
                  Quelques références :
                   
                  (1) Pour une bonne introduction aux solitons
                   
                  Waves Called Solitons (M. Remoissenet)
                  Le premier tiers du livre en ligne sur googlebook
                   
                  (2) Plus poussé (le chapitre 9 traite des solitons de Belinski-Zakharov)
                   
                  Soliton Theory and its applications (Gu Chaohao)
                   
                  (3) Un livre entièrement consacré aux solitons gravitationels

                  Gravitational Solitons (Belinski & Verdaguer)
                  Le premier tiers du livre en ligne sur googlebook

                   

                  Je possède les deux premiers livres, mais je ne me suis intéressé qu’aux solitons topologiques. Quand au dernier, j’avoue que je ne l’ai pas lu.

                • popov 14 février 13:32

                  @JL 


                  Ah les caractères spéciaux. Bon je ais essayer d’écrire leséquations d’Einstein
                   
                  Rμν - (1/2) R gμν + Λ gμν = (8 π G / c4) Tμν

                  Ça a l’air de passer ?


                • popov 14 février 13:44

                  @JL


                  Après correction :

                  Rμν - (1/2) R gμν + Λ gμν = (8 π G / c4) Tμν
                   
                  Ça commence à y ressembler.

                • JL JL 14 février 13:54

                  @popov,


                  désolé, je ne suis pas assez savant pour vous suivre sur ce terrain là. Surtout écrit en anglais.

                  Merci quand même.



                • popov 14 février 13:55

                  @JL

                   
                  Ça ne passe pas, les exposants et les indices sont rabotés. Dernier essai :

                  Rμν - (1/2) R gμν + Λ gμν = (8 π G / c4) Tμν


                • popov 14 février 14:04

                  @JL


                  Désolé pour la distraction. Je pensais avoir trouvé le moyen d’écrire les équations en respectant toute les conventions typographique. Ça marche jusqu’à la visualisation, puis le site détruit le format dans le message définitif.

                • JL JL 14 février 14:08

                  @popov

                   

                   je me demande pourquoi vous vous donnez tant d e mal, elle est

                  Avec en plus, la légende : 


                • popov 15 février 10:54

                  @JL

                  je me demande pourquoi vous vous donnez tant d e mal, elle est 

                   
                  Encore désolé. Je voulais simplement voir s’il était possible de formater proprement les indices et les exposants sur ce site et j’avais choisi l’équation d’Einstein comme exemple. Cela marche dans la fenêtre de saisie, dans celle de visualisation, puis le format est détruit dans le message final.

                • JL JL 15 février 11:38

                  @popov,

                   
                  pas de soucis. Mais j’aimerais connaitre votre explication au sujet de cet échange d’hier, vous m’objectiez à 9:56 :
                   
                  ’’Quand une masse apparaît, c’est qu’il y a de l’énergie disponible. Cette énergie elle-même produit de la gravitation. Donc quand de l’énergie se transforme en masse ou l’inverse, il n’y a pas de changement dans le champ de gravitation.’’
                   
                  Et ma réponse : Il n’y a pas d’accélération sans apport d’énergie. Une accélération c’est aussi une transformation d’énergie en masse : ½mv^2 + delta m. 
                   
                  Donc selon votre post ci-copié, il n’y aurait pas de changement dans le champ de gravitation, ce qui est en contradiction avec les énoncés précédents.

                • popov 15 février 15:34

                  @JL


                  Le photon, par exemple n’a pas de masse et pourtant il est dévié par un champ de gravitation comme s’il en avait une (égale à son énergie divisée par c^2).

                  Quand une particule est accélérée, sa mase augmente, donc aussi le champ de gravité qu’elle produit. Mais la particule est accélérée par exemple par un champ électrique en puisant de l’énergie dans ce champ. L’augmentation de masse de la particule est compensée par une perte d’énergie du champ. La masse/énergie totale de la particule et du système qui l’accélère ne change pas.

                • JL JL 15 février 15:43

                  @popov
                   

                  ce n’était pas ma question. Apparemment, il y a un malentendu quelque part et qui perdure. N’en parlons plus.
                   
                  Merci pour vos commentaires.

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