Le pouvoir de l'Imaginaire(544):Ondes gravitationnelles suite 2

Puisque j’ai commencé de  reparler des ondes gravitationnelles (O.G) avant -hier , je continue sur ce sujet ….

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1 /SENSIBILITE RECHERCHEE DE LA DETECTION

Comme je vous l’ai promis  je déverse sur la fin de cet article  tout ce qu’il faut rappeler  sur les équations  basiques de traitement  ….Et à ce sujet je dois revenir sur un détail : en fait déjà avec la seule  loi de NEWTON   on dispose d’un «  protocole de départ » pour affirmer qu’il «  doit y avoir  nécessairement quelque chose »…Et c’est d’ailleurs notre génial  HENRI POINCARE qui le premier  , en  1905 avait signalé la possibilité d’une onde « gravitique »   courant à la vitesse de la lumière …La relativité d’EINSTEIN    n’intervient que pour           affiner  au deuxième ordre  les équations de calcul  de  disparition de masses   et d’apparition d’ondes …….

En tant qu’ancien physicien expérimentateur   je présente à mes lecteurs la photo du  signal brut   à traiter et attire leur attention   sur sa petitesse ….Bien sûr il y a un bruit énorme car si on arrive à «  dégraisser »   du signal brut  le  bruit sismique (terrestre) et les marteaux piqueurs des voisins( !), l'agitation brownienne des atomes constituant les optiques et le bruit de photons dû à la nature quantique de la lumière  , ceux-là  ,  ils sont inévitables ……Il faut donc que les caractéristiques de  l’interféromètre choisi   soient telles qu’ on arrive  sur  l'amplitude de l'onde gravitationnelle à observer  non seulement une variation de la différence de phase entre les deux faisceaux, mais surtout  une variation significative de leur figure d'interférence …… Or les signaux significatifs sont de l’ordre du millième du bruit (voir photos en fin de l’article )

 Et bien ceci   correspond à un défaut de frange  et à une longueur  de l’ordre de  mille fois inférieure  à la taille du proton !!! Et voilà pourquoi  les  essais en labo de  Weber    et ceux des  Allemands avec leur GEO 600   ( 600 mètres de  base ) et opérant entre  50  et  1.5 kHz n’ont rien observé…..

Au demeurant , voilà aussi pourquoi  les projets du futur concernent eLISA  qui sera constituée de trois satellites en formation qui réalisera  dans l'espace un interféromètre à deux bras de près d'un million de kilomètres.

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2/ INFORMATIONS SUR LA STRUCTURE DE L’ESPACE TEMPS

 Je rappelle une fois de plus  que  SI  ces ondes sont faites de   la substance de l'espace-temps  et se propagent  dans cette substance ;elles ne semblent  pas  être arrêtées par la matière comme le sont les ondes électromagnétiques…Et que par ailleurs  elles se différencient  des ondes acoustiques « matérielles »  lambda  ( p.ex  la musique !)   qui sont arrêtées elles  par le vide…..L’espoir des physiciens  devient alors celui des philosophes   et des logiciens  qui s’interrogent  sur  les propriétés de cet Espace-temps …IL semble si disparate, si hétérogène  : de la matière par ci par là , des rayonnements  partout mais divers ( des photons hors matière  mais des bosons et gluons  à l’intérieur ….) et quel genre d’éther porteur ????????

 Comment une telle onde , partie de si loin et depuis si longtemps  à des  millions d’années-lumière   arrive-t-elle à surmonter  l’hétérogénéité  d’un  tel univers  pour arriver  chez nous encore sous forme   de signal ???? Comment se fait-il qu’elle n’ait pas été amortie voire même «  mangée » par  tous ces » divers  obstacles  et ( pourquoi pas)  ralentie , renvoyée par  l’expansion de l’univers  ou pire encore  courbée puis  avalée par les trous noirs?????

 Pour répondre à  tout cela , il faut déjà éviter un écueil : ces ondes gravitationnelles déforment  transitoirement ( elles ont une composante longitudinale et une transversale)  le substrat de l’espace –temps   mais ne le déplacent  pas  de façon définitive :il revient  après leur passage à sa place ….

Pour aller plus loin il faut regarder  les théories utilisées …. Si l’onde est présumée se déplacer en toutes directions de l’espace, on commencera par supposer qu’elle est de forme sphérique  ….Mais rien ne permet de préciser que le phénomène causal de départ (  perte d’énergie ,fusion d’un binaire astral  etc.) ne provoque pas une  dissymétrie des phénomènes qui suivront  et par exemple une polarisation  de ces ondes …… Si dans le phénomène de départ il se produit un mouvement dissymétrique des masses à disparaitre  il faut envisager une variation quadripolaire de l’onde  à naitre et c’est à partir  de cela qu’on peut «  tâter » de l’élasticité  de cette « substance de l’Espace-temps »

 Si on se définit  un exemple théorique   d’un système de  corps  qui vont perdre  progressivement puis  brutalement de la masse ( par coalescence)  pour la transformer  en énergie  , on doit étudier la cinétique  des étapes successives  du système  jusqu’à l’émergence de l’onde  puis jusqu’au retour au » calme »…..

Et comme vous le verrez  dans  les formules  des figures ci-dessous , extraites des conférences de THIBAULT DAMOUR à  BOURBAPHY   il apparaitra  que  l’obtention  d’un signal  nécessitera de  grandes variations du moment quadripolaire… à cause d’une certaine rigidité de la structure de l’Espace –temps .Elastique , il l’est certes   puisque la réalité et les mesures  montrent  que la fusion   des 2 trous noirs GW 159*0914  a donné le bilan en masses solaires  29 + 36 —> 62 + 3.masses disparues ……et  en nous arrivant en signal visible après avoir parcouru1,3 milliard d'années-lumière de chemin….

 Cela dit , n’oubliez pas que les physiciens travaillent sur une modélisation  tensorielle d’EINSTEIN   très générale et  ils passent ensuite  à  un Espace-temps  plus explicite grâce  à un modèle  tel que  par exemple FLRW ( Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker) complètement irréaliste  au plan local  ( des étoiles et planètes dans le vide spatial….)   , alors donner ensuite  des valeurs de cette  «  viscosité » , de cette rigidité   , de cette élasticité  de cet   Espace-temps  composite  et « moyenné  ou standardisé mathématiquement » me semble  un peu inutile ou illusoire …… Et  si vous pensez de même  qu’on peut calculer ainsi  le « frein »  de propagation  a l’onde   (,c’est à dire l’énergie du vide )  c’est illusoire :elle varie avec  ce qui s’y trouve dedans et autour….

Mais  je n’ai pas encore tout  dit   et surtout  ce que les O.G    vont nous apprendre ………

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Capture des planches proposées par  THIBAULT DAMOUR  a BOURBAPHY ( EN DESORDRE HELAS)

 Lire  GW150914

 PUIS  préhistoire des  OG ,

  Doutes et controverses  ,

Basics of GW ,

LE  problème etc

 Le pionnier etc

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 QUI SERONT PRESENTEES PLUS TARD