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(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Ondes gravitationnelles : va-t-on pouvoir voyager dans le temps ? - Algeria latest news

Quand la lumière se courbe
Quand la lumière se courbe

Après l'annonce de la découverte historique des ondes gravitationnelles, le grand public s'est posé de nombreuses questions. Car le sujet, s'il est familier aux scientifiques et à ceux qui s'intéressent de près à l'univers, a tout de même nécessité quelques explications.

Parmi les questions qui ont fleuri sur les réseaux sociaux, une est particulièrement intrigante : les ondes gravitationnelles vont-elles permettre de voyager dans le temps ? Après tout, il y a une certaine logique à faire le rapprochement. Si les ondes en question plissent l'espace-temps et modifient la distance entre des objets, pourquoi ne fourniraient-ils pas un moyen de "surfer" sur le temps lui-même ? Alors, doit-on préparer sa planche de surf temporel ?

"Malheureusement, non", répond au "Guardian" le Dr Katherine Mack, astrophysicienne à l'université de Melbourne (Australie). "Tout ce que nous faisons ici est d'écouter des perturbations de l'espace-temps causées par des objets massifs (comme des trous noirs) loin de nous."

Le voyage dans le temps ne serait pas totalement impossible, en tout cas selon les lois de la physique telles qu'on les comprend aujourd'hui. Mais cela relève davantage des trous noirs et des trous de ver, comme le scénario du film Interstellar... dont un conseiller technique était l'astrophysicien Kip Thorne, qui fait également partie de l'équipe Ligo auteur de la grande découverte des ondes gravitationnelles.

Pour schématiser, un trou noir courberait totalement l'espace-temps, ce qui en théorie permettrait à une personne se trouvant à l'intérieur de revenir à son point de départ.

Un trou de ver, lui, est un lien hypothétique entre deux points de l'espace-temps, une sorte de raccourci. Il ne serait donc pas totalement impossible qu'un tel trou permette de passer d'un point futur à un point passé. Mais là encore, c'est de la spéculation.

Enfin, même si la théorie rendait cela possible, il resterait à le mettre en pratique, ce qui n'est certainement pas pour demain, ni même après-demain.

On connaît tout de même un moyen simple de voyager dans le futur : la vitesse. Selon la théorie de la relativité, une personne voyagerait à une vitesse s'approchant de celle de la lumière verrait le temps ralentir...

C'est ce qui est illustré par le fameux "paradoxe des jumeaux" : un jumeau monte dans un vaisseau spatial pour un voyage à une vitesse proche de celle de la lumière, alors que son frère reste sur Terre. Si le jumeau voyageur a effectué un périple qui a duré deux ans pour lui, lorsqu'il revient sur Terre, son frère (et la Terre entière) a vieilli de 30 ans.

Cela illustre le fait que la vitesse dilate le temps. A un degré moindre, la montre d'une personne qui se trouve dans un avion en vol ira un tout petit peu moins vite que celle d'une personne qui se trouve au sol.

Mais ce n'est pas seulement une question de vitesse. Selon la théorie d'Einstein, la gravitation a elle aussi une influence sur le temps. Plus on est proche du centre d'un objet massif, et plus la gravitation va ralentir le temps. C'est une conséquence de la fameuse "courbure de l'espace-temps" générée par une masse.

Pourquoi s'en préoccuper ? Parce que cela peut influer sur nos vies. L'exemple le plus parlant est celui du GPS : nous en avons besoin pour nos voitures, mais surtout pour calculer avec précision la position des avions. Une erreur, même minime, pourrait être catastrophique.

Prenons un satellite GPS situé à 20.000 kilomètres d'altitude, et se déplaçant à environ 14 000 kilomètres à l'heure. Il embarque une horloge atomique qui a une précision théorique d'une nanoseconde (1 milliardième de seconde).

Du fait de sa vitesse, le satellite GPS aura une horloge plus lente que sa contrepartie sur Terre, conséquence de la dilatation temporelle. Le décalage, dans ce cas, sera de 7 micro-secondes (millionièmes de seconde) par jour.

Ce n'est pas tout : le satellite est en altitude, donc l'effet de la gravitation est également à prendre en compte. Le champ gravitationnel diminue en fonction de la distance, par conséquent l'horloge du satellite va cette fois aller plus vite que celle sur Terre. Et là, la différence est de 45 micro-secondes.

Plus lente à cause de la vitesse, plus rapide à cause de la gravitation : au total, l'horloge atomique du satellite enregistre une différence de 38 micro-secondes par jour. Assez pour dérégler tous les GPS du monde si on n'en tenait pas compte : les différences de position qui en découlent pourraient s'accumuler à raison de 10 kilomètres par jour. Même si les équations relativistes ne sont, en pratique, pas utilisées pour compenser ces différences, elle servent en tout cas à les expliquer !

Lorsqu'on imagine l'attraction gravitationnelle, on pense souvent à la conception de Newton, et on imagine des forces qui attirent deux objets l'un vers l'autre. Dans la vision d'Einstein, ce n'est plus cela. L'espace et le temps sont indissociables, et la gravitation modifie ce "tissu", elle le déforme, elle le courbe, et l'attraction devient alors une sorte de modification de trajectoire due à la courbure de l'espace-temps.

C'est d'ailleurs comme cela que l'on peut comprendre pourquoi la lumière, dont la particule (le photon) n'a pas de masse, peut être "attirée" dans un trou noir. Si la gravitation fonctionnait "à l'ancienne" comme chez Newton, la lumière ne serait pas affectée par l'attraction du trou noir. Mais celui-ci déforme l'espace-temps, il le courbe, tant et si bien que même si la lumière continue à avancer tout droit, elle le fait sur un chemin qui, lui, la fait tourner en rond sans pouvoir sortir...

Et les ondes gravitationnelles, alors ? D'une certaine manière, elles nous font voyager dans le temps. Celles détectées par l'équipe LSC proviennent en effet d'une fusion de deux trous noirs situés à 1,3 milliards d'années-lumière. Vu que les ondes gravitationnelles voyagent à la même vitesse que la lumière, cela signifie que les ondes qui ont été captées ce fameux 14 septembre 2015 ont mis 1,3 milliards d'années à nous parvenir.

Ces deux objets massifs ont donc fini leur course autour l'un de l'autre pour ne devenir qu'un... il y a 1,3 milliards d'années. Ce n'est peut-être pas un tour dans la DeLorean de Doc Brown, mais c'est quand même pas mal pour un voyage dans le passé, non ?

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